混合能源電動汽車的技術(shù)應(yīng)用研究分析

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車的數(shù)量不斷增加，環(huán)境污染問題日趨嚴重。因此研究節(jié)約能源，降低排放，保護環(huán)境的汽車，以綠色環(huán)保汽車代替燃油汽車是社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要，成為世界各國共同關(guān)注的問題。電動氣車是一種節(jié)約燃油資源、減少污染甚至零排放的理想綠色汽車，是未來汽車的發(fā)展方向。發(fā)展最早的是純電動汽車，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題，在此背景下，混合能源電動汽車應(yīng)運而生。

　　2.混合能源電動汽車理念

　　混合能源電動汽車具有節(jié)能減排、保護環(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，最主要的是目前技術(shù)已經(jīng)基本成熟，被認為是當前電動汽車中最具有產(chǎn)業(yè)化和市場化前景的車型之一。

　　其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　3.能源介紹

　　3.1燃料電池+超級電容

　　燃料電池是能夠持續(xù)的通過發(fā)生在陰極和陽極的氧化還原反應(yīng)將化學能轉(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)點有以下幾方面：

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

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

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

　　（4）安靜：燃料電池工作部件很少，工作時噪音低。

　　（5）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，其運行非常可靠，可以作為不間斷電源和各種應(yīng)急電源使用。

　　燃料電池啟動時的反應(yīng)速度不及內(nèi)燃機引擎，若提高反應(yīng)速度則必須保證它的穩(wěn)定性。它還具有相對較軟的輸出特性，會導(dǎo)致效率下降，為解決此問題，需由燃料電池和有較硬輸出特性的DC／DC變換器組成一個整體，負責對整車供電。

　　為了解決電動汽車續(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--超級電容在加速和爬坡時提供短時的輔助動力。輔助能源系統(tǒng)的能量可以直接取自主能源，也可以在電動汽車剎車或下坡時回收可再生的動能。超級電容具有負載均衡作用，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太陽能電池+蓄電池

　　太陽能是一種可再生的綠色能源。太陽能電池是符合可持續(xù)發(fā)展的一種節(jié)能環(huán)保電池。在車體上安裝太陽能電池，主要目標是質(zhì)量小，安全，受到空氣阻力最小和太陽能吸收能量最大化。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。