基于氫燃料電池和金屬空氣電池的電動汽車仿真分析

基于氫燃料電池和金屬空氣電池的電動汽車仿真分析

由于嚴格的環境保護法規限制和對能源安全性的考慮，汽車工業正在經歷從傳統化石能源向現代清潔能源的轉變。目前，采用鋰離子電池的電動汽車因其具有較好的性能穩定性和較成熟的技術，已經在市場占據了十分明顯的份額。但是，純電動汽車始終存在兩個明顯的缺點，即充電時間較長和能量密度較低，這導致純電動汽車的續駛里程較短，限制了其應用范圍。為解決該問題，汽車制造商開發出了多種不同的汽車結構用來擴展續駛里程。

目前，已經開發出來的電動汽車包括發動機增程式電動汽車、氫燃料電池增程式電動汽車、金屬-空氣電池增程式電動汽車，結合原本的鋰離子電池電動汽車共4種結構電動汽車。以美國通用雪佛蘭汽車公司生產的2015款科邁羅（Camaro）為基礎，將其改造為上述4種不同的電動汽車結構。利用汽車建模軟件Autonomie建立4種電動汽車結構的仿真模型。同時，建立改造前Camaro的仿真模型，將其作為對比標準。基于建立的仿真模型進行百公里加速、整車整備質量、總行駛里程、尾氣排放和溫室氣體排放的計算。結果顯示，Camaro改造前以及改造為發動機增程式電動汽車、氫燃料電池增程式電動汽車、金屬-空氣電池增程式電動汽車、鋰離子電池電動汽車時，百公里加速分別為6.4、5.9、5.9、5.9、6.2s，整車整備質量分別為1679、2008、1969、2075、2232kg，總行駛里程分別為567、603、526、462、448km，尾氣排放分別為251、124.1、0、0、0g/km，溫室氣體排放分別為377.2、186.1、3.24、63、63g/kW·h。從結果可以看出，氫燃料電池汽車在行駛里程和溫室氣體排放方面具有最優的結果，同時在其它方面也保持較好的性能。要確定最具推廣潛力的電動汽車結構類型，還需要對制造成本、消費者接受程度以及技術成熟度進行分析。

John Catton et al.SAE 2017-01-1258.

編譯：王祥