10、未来交通与电力电子系统中的创新技术应用

未来交通与电力电子系统中的创新技术应用

1. 未来交通：BEVs与HFCVs的对比分析

1.1 车辆重量与续航的关系

不同电池车辆材料的比能量（单位重量的能量）有所不同，例如镍氢（NiMH）、铅酸（PbA）电池等。在10,000 psi和5,000 psi的两种氢气压力罐中，更高压力的罐子由于添加了额外的纤维包裹以提供所需强度，重量更重。与锂离子电池相比，燃料电池电池产生的比能量更多。

车辆续航是指车辆行驶的平均公里数。电池电动汽车（BEV）和燃料电池电动汽车（FCV）在车辆重量与续航方面存在差异。当续航超过100 - 150英里时，BEV的重量会急剧增加，而FCV增加续航所需的额外重量则可以忽略不计。电池额外重量增加续航时，会需要额外的结构重量、更大的牵引电机、更重的刹车以及额外的电池质量。

1.2 FCV的优缺点

目前，美国95%的氢气是在甲烷重整过程中产生的。氢动力汽车在应对气候变化方面提供了更好的解决方案，但在其生产过程中会产生一氧化碳和二氧化碳，这限制了FCV的使用。当前用于提取和运输天然气（一种化石燃料）的技术并不理想，即使改进甲烷裂解过程，也不是一个长期的解决方案。氢动力汽车所需的能量是BEV的两倍，尽管随着技术发展，水电解制氢的效率有所提高，但该过程的能量损失近45%，包括将氢气压缩成液体并储存。而电动汽车可以直接利用电网的能量，这进一步支持了电动汽车的使用。

不过，科学家认为，未来新的创新氢气生产技术可能会将燃料电池的质子交换膜效率提高到86%。目前，使用氢 - 锂混合汽车可能是一个有前景的解决方案，因为氢气生产需要额外的能源供应。此外，有研究表明，大坝的多余水可以用于生产氢气。如果推出更多车型