10m燃料电车公交车驱动系统设计文献综述
2020-04-15 16:49:58
一、 题目的来源、目标和意义
汽车作为交通工具的出现已经有100多年的历史,已经成为一个家庭最基本的代步工具。然而传统燃油车在给人们带来便利的同时,也伴随着众多不利影响。在汽车保有量较高的大城市,汽车噪声和尾气排放对城市环境造成十分严重的影响。故以新能源汽车代替传统的燃料电池汽车已成为不可阻挡的趋势[1-2]。
电动汽车(EV)采用电动机为牵引装置,并应用化学蓄电池组、燃料电池组、超级电容器组为其相应的能量源。电动汽车具有胜过传统内燃机车辆(ICEV)的许多优点,例如零排放、高效率、与石油无关以及安静、平稳地运行[3-4]。上世纪70年代,以美国、日本为代表的国家加快了电动汽车的研究与开发,电动汽车也由最初问世的单一电池供电的纯电动汽车发展为现在的三大类:混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。
纯电动汽车由于其充电缓慢,续驶里程短,成本高且存在废旧电池二次污染问题,市场化推广缓慢。混合动力汽车续航能力强、节油效果好,但其仍然存在尾气排放且制造成本较高[5-7]。相比较下,氢燃料电池汽车加氢时间短,续航里程长,其排放的是清洁的水,是汽车产业最终要实现的目标[8]。
目前氢气的制取、存储、运输技术有待提高;燃料电池也需要寻找更加高效普遍的催化剂。一旦这些关键技术被攻克,燃料电池汽车将成为主流[9-10]。目前在各种燃料电池汽车中,燃料电池公交车被认为是最有可能首先实现产业化的车型,所以其研发与实验在国内外越来越受到重视[11]。
燃料电池汽车利用不同储能装置的工作特性,可以有多种形式的驱动系统[8]。可以分为来三种基本类型,一是单纯以燃料电池作为驱动系统的FCB,二是燃料电池—蓄电池的混合动力驱动系统。三是燃料电池—超级电容的混合动力驱动系统。采用混合动力驱动系统的FCB可以对能量进行二次回收利用,从而具有更高的节能效率[12-14]。此外,其能够提供较大的瞬时输出功率,从而更快的起步和加速。研究各种驱动系统的特点,比较各种方案的优缺点,对进一步开发燃料电池公交车具有非常重大的意义。