混合能源電動(dòng)汽車的技術(shù)應(yīng)用研究分析

　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的數(shù)量不斷增加，環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重。因此研究節(jié)約能源，降低排放，保護(hù)環(huán)境的汽車，以綠色環(huán)保汽車代替燃油汽車是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，成為世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題。電動(dòng)氣車是一種節(jié)約燃油資源、減少污染甚至零排放的理想綠色汽車，是未來(lái)汽車的發(fā)展方向。發(fā)展最早的是純電動(dòng)汽車，但其充電設(shè)施不完善，行駛里程受到限制，也存在廢舊電池難以回收再利用和二次污染的問(wèn)題，在此背景下，混合能源電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。

　　2.混合能源電動(dòng)汽車理念

　　混合能源電動(dòng)汽車具有節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、行駛里程不受限制和不改變基本的基礎(chǔ)設(shè)施等優(yōu)點(diǎn)，最主要的是目前技術(shù)已經(jīng)基本成熟，被認(rèn)為是當(dāng)前電動(dòng)汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化前景的車型之一。

　　其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　3.能源介紹

　　3.1燃料電池+超級(jí)電容

　　燃料電池是能夠持續(xù)的通過(guò)發(fā)生在陰極和陽(yáng)極的氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。只要連續(xù)不斷地向燃料電池內(nèi)輸入氧化劑和燃料，就能不斷提供電能，這是它與常規(guī)電池的區(qū)別。其優(yōu)點(diǎn)有以下幾方面：

　　（1）工作時(shí)間長(zhǎng)：燃料電池具有連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)和能量轉(zhuǎn)換效率高兩種優(yōu)勢(shì)。

　　（2）高效：它不通過(guò)熱機(jī)過(guò)程，不受卡諾循環(huán)的限制，其能量轉(zhuǎn)化效率在40-60%；如果實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供，燃料的總利用率可高達(dá)80%以上。

　?。?）環(huán)境友好：以純氫為燃料時(shí)，燃料電池的化學(xué)反應(yīng)物僅為水，二氧化碳的排放量大量減少，這對(duì)緩解溫室效應(yīng)起到重要作用。

　?。?）安靜：燃料電池工作部件很少，工作時(shí)噪音低。

　?。?）可靠性高：燃料電池經(jīng)歷了堿性、磷酸、熔融碳酸鹽和固體氧化物等幾種類型的發(fā)展階段，其運(yùn)行非?？煽浚梢宰鳛椴婚g斷電源和各種應(yīng)急電源使用。

　　燃料電池啟動(dòng)時(shí)的反應(yīng)速度不及內(nèi)燃機(jī)引擎，若提高反應(yīng)速度則必須保證它的穩(wěn)定性。它還具有相對(duì)較軟的輸出特性，會(huì)導(dǎo)致效率下降，為解決此問(wèn)題，需由燃料電池和有較硬輸出特性的DC／DC變換器組成一個(gè)整體，負(fù)責(zé)對(duì)整車供電。

　　為了解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程與加速爬坡性能之間的矛盾，可以采用由主能源--燃料電池提高最佳的續(xù)駛里程，而由輔助能源--超級(jí)電容在加速和爬坡時(shí)提供短時(shí)的輔助動(dòng)力。輔助能源系統(tǒng)的能量可以直接取自主能源，也可以在電動(dòng)汽車剎車或下坡時(shí)回收可再生的動(dòng)能。超級(jí)電容具有負(fù)載均衡作用，燃料電池的放電電流減少使電池的可利用能量、使用壽命得到顯著提高。

　　3.2太陽(yáng)能電池+蓄電池

　　太陽(yáng)能是一種可再生的綠色能源。太陽(yáng)能電池是符合可持續(xù)發(fā)展的一種節(jié)能環(huán)保電池。在車體上安裝太陽(yáng)能電池，主要目標(biāo)是質(zhì)量小，安全，受到空氣阻力最小和太陽(yáng)能吸收能量最大化。目前得到廣泛應(yīng)用的是晶硅電池和薄膜電池，其轉(zhuǎn)換效率和成本潛力如表1所示。