现代有轨电车混合动力技术分析

1.三种燃料电池方案的对比分析

结合典型方案与平衡速度、系统质量、生命周期成本的关系，整车系统按30年运用，分析了三种方案下的设计指标，其中，方案3即为国家科技支撑项目的系统方案，具体分析结果如表6-27至表6-30所示。

表6-27 AW0工况分析

表6-28 AW1工况分析

表6-29 AW2工况分析

表6-30 AW3工况分析

分析结果表明：

1）采用相同超级电容、动力电池的配置下，AW0、AW1、AW2相对AW3模式，在100×2kW方案中分别增加8.1km/h、6.2km/h、1.3km/h；在120×2kW方案中分别增加8.9km/h、6.8km/h、1.5km/h；在150kW×2方案中分别增加9.8km/h、7.5m/h、1.6km/h。

2）方案2和方案1相对于方案3，系统总质量均有所降低。(www.xing528.com)

3）方案2和方案1相对于方案3，生命周期成本均下降不少，其中方案1降幅接近24%。

2.两种混合动力配置方案的对比分析

结合前期研究结果和起动加速性能、续驶里程等要求，针对以下两种混合动力配置方案性能对比分析研究：

方案一：2套燃料电池系统（每套150kW）+2套超级电容（11串3并）和2套动力电池（196串3并）；

方案二：2套燃料电池系统（每套150kW）+2套超级电容（10串2并）和2套动力电池（150串2并）。

计算结果表明：

1）列车在匀速运行时，若只由燃料电池供能，所能提供的列车最大运行速度为57.7km/h。若用动力电池来辅助供能，可满足列车的最大运行速度（70km/h）匀速运行，此时若以70km/h匀速运行时，方案一的续驶里程约为57km，方案二的续驶里程约为54km，方案一的续驶里程较长。

2）由于方案二配置中的超级电容和动力电池功率较低，起动加速能力降低，相比方案一，加速至最大速度时，方案一的加速时间为63s，方案二的加速时间为83s，方案二的加速时间较长。

3）由于方案二的起动能力较低，加速时间较长，加速至最大速度时的续驶里程较长，方案一的加速里程约为878m，方案二的加速里程约为1200m。

4）方案一总耗能约10.6kW·h，方案二总耗能约12.3kW·h，方案一在加速过程中的耗能较少。

综合以上分析结果，本项目选用动力性能较好的方案一作为混合动力系统配置方案。