一文讀懂燃料電池電動汽車的行駛與加油行為

2019年3月，美國能源部發(fā)布《燃料電池電動汽車的行駛與加油行為》，在此err能研微訊研究團隊對報告的全文進行了翻譯（紅色部分缺失，需要請聯(lián)系err能研君微信號），分享給大家，歡迎轉發(fā)擴散！
簡要介紹和研究背景
國家可再生能源實驗室（nrel）在該項目中的目標是支持美國能源部（doe）在實際條件下對氫燃料電池電動汽車（fcev）進行技術評估。通過評估和分析fcev相關數據來確定技術的當前水平，將其與doe計劃目標進行比較，并協(xié)助評估多代fcev技術的發(fā)展情況。doe為nrel國家燃料電池技術評估中心（nfctec）收集和交付數據提供資金，用于相關分析、匯總和報告。自美國能源部燃料電池技術辦公室學習示范項目于2005年開始以來，這項工作在持續(xù)進行。
項目合作伙伴包括6家原始設備制造商（oem）：通用汽車、本田、現(xiàn)代、梅賽德斯－奔馳、日產和豐田。通過doe資助electricoreinc．的一個項目，三家原始設備制造商（日產、豐田和本田）提交了相關數據。每個項目合作伙伴在該評估項目中提供多種車型的數據，稱為fcev車隊，總共6個車隊。這些車型有的正處于商業(yè)試驗階段，有的已經商業(yè)化生產；由車隊和個體進行駕駛體驗，主要選擇從2005年到2012年的車型。由于缺乏相關數據和／或車型未包含在評估時段，豐田mirai和現(xiàn)代nexo未包括在調研分析對象中。原始設備制造商向nrel提供道路車輛數據，用于評估以下方面：燃料電池組耐久性、部署情況（例如，相關車輛數量）、系統(tǒng)規(guī)格、范圍、燃料經濟性、效率、加注燃料性能、可靠性、驅動和填充行為、動力和能量管理、燃料電池瞬態(tài)特性（例如，燃料電池動力快速增加或減少的頻率），針對技術目標的基準和典型汽油車輛的操作、維護、車載存儲和安全情況。路上車輛數據至少每3個月提供給國家燃料電池技術評估中心。更多項目詳細信息和背景信息可在概述報告中找到（kurtz等，2018）。
評估指標源自美國能源部燃料電池技術辦公室的多年研究、開發(fā)和示范計劃（fcto 2015），主要考慮燃料電池耐久性、效率、規(guī)格和儲氫類別。根據這些度量標準，還將獲得此報告中包含的一些復合數據產品（cdp）。該分析還利用了聯(lián)邦公路管理局根據美國運輸部收集的全國家庭旅行調查（nhts）數據。此外，還使用來自主要汽油供應商的典型加油站燃料數據和趨勢與fcev加注燃料數據進行了比較。
本報告針對性地討論了行駛里程、燃料經濟性、駕駛和燃料加注行為以及加注性能等主題。來自當前技術驗證項目的數據被納入先前車輛技術驗證項目的分析結果（wipke等人，2012），因為該項目自2005年以來一直在持續(xù)進行（fcev學習示范項目，也稱為控制條件下氫能車隊和基礎設施示范和驗證項目）。由于各自的開發(fā)和生產計劃不同，oem廠商之間目前的fcev技術進步和技術水平也各不相同。
相關部署
截至2018年春季，來自各種制造商的230多輛汽車產生了700多萬英里的數據，這些數據促成了這項工作成果。圖1描繪了自2006年以來生產的車輛數量和累計里程的進展。數據的中斷部分代表從學習示范期過渡到當前評估項目的日期，相關數據沒有報道。
本研究中包括的大多數車輛是自2006年以來的早期驗證和預生產車型。由于合同限制或缺乏數據提供伙伴，最新一代商用fcev的數據未包括在分析中。
車輛總數和累計行駛里程（cdp－fcev－53）
此部分正文部分已略去，圖保留。
公布的汽油范圍和每加侖汽油當量的里程數
平均道路車輛范圍（cdp－fcev－147）
加油之間的實際距離（cdp－fcev－106）
燃油經濟性
燃油經濟性是根據路上燃料電池堆電流和epa燃油經濟性等級的組合來測量的。圖4所示的結果將平均道路燃油經濟性與被測車輛的百分比進行匯總。該分析不包括不足1英里的行程，并提供epa聯(lián)合城市／高速公路評級。fcev車隊的平均燃油效率中位數為51英里／公斤（51．6英里／加侖），平均范圍為34～57．5英里／公斤（34．4～58．1英里／加侖）。學習示范車隊的公路燃油經濟性為第1代的氫氣為31～45英里／千克，第2輪為26～52英里／公斤氫氣（參考圖5）。相比之下，2013年平均汽油動力汽車在epa測試中返回27．6英里／加侖，證明fcev幾乎是平均道路燃油效率的兩倍（這包括從轎車到運動型多用途車的多個車輛平臺）。fcev車隊的平均實際道路燃油經濟性略低于epa確定的“車窗貼紙”值，正如目前出售的大多數常規(guī)動力車輛一樣。
平均道路車輛燃油經濟性（cdp－fcev－114）
此外，還研究了作為平均行駛速度和行駛長度函數的整個車隊的道路燃油經濟性。如圖6所示，平均行駛速度直接影響道路燃油經濟性。數據表明，燃油經濟性峰值約為25英里／小時，平均燃油效率為51英里／千克（從5英里／小時增加一倍），在車速超過45英里／小時后開始下降。

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