高压加气站系统建设探讨+数学模型(2)
在人们的期盼中，相继出现了多种代用燃料汽车，如天然气（CNG、LNG）汽车，醇类汽车、二甲醚（DME）汽车等[2-4]。但是，代用燃料汽车仍然有排放污染和热效应，有些燃料还有毒性，并且有些燃料燃烧控制也困难。
同时，还出现了大量电动汽车以及混合动力汽车[5-11]。电动汽车是用电力驱动，行驶中无污染排放，噪声低，能量转化效率高。全世界已投入使用的电动汽车约有１００万辆，大致分为三大类：电池驱动电动汽车（BEV）、混合动力电动汽车（HEV）和燃料电池电动汽车（FCEV）。
目前，电池驱动电动汽车存在的主要问题是：受制于车用电池因素的制约，所储存的能量难以满足长途要求，汽车的启动特性也不够理想，电池充电时间长、寿命较短、造价贵，电池本身的二次污染严重。混和动力电动车具有电池电动车和内燃机汽车的优点，但仍存在排放问题，并且由于包括了两套动力装置，驱动和控制系统更为复杂。燃料电池电动车[12-13]，是人们寄予厚望的。目前用于最有发展前途的是质子交换膜燃料电池（ＤＥＭＦＣ），以氢气为燃料，可实现零排放，能量转化率高，结构简单．但燃料电池的制造成本比较高，氢气的安全存储、制备和灌装都有许多问题，这制约了这种电动车辆的发展和实用化。其他种类的电动车也存在功率比、循环寿命、充放电性能、造价、污染、安全性等方面的一系列问题，一时难以达到实用的程度。
人们期待着一种没有污染、经济可行的新型能源出现，而压缩空气能源正是满足了这样的要求[14]。
压缩空气动力汽车（Ａｉｒ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ－－－ＡＰＶ，简称气动汽车）利用高压压缩空气动力，将压缩空气存储的压力能转化为机械能驱动汽车运行，不消耗燃料，尾气无任何污染物资排 放。同时压缩空气可以利用水力、风力、太阳能等可再生绿色能源作为动力的电力储备，用于汽车动力可使汽车真正成为零排放的环保汽车，解决石油矿物资源和环境污染问题。
气动汽车与传统汽车相比，具有不可比拟的优势：气动汽车是真正的零排放汽车，在循环利用的空气的同时也对空气进行了净化；同时，高压空气膨胀做功后温度降 低，低温的尾气可以作为空气动力汽车制冷空调的冷源而不需要额外消耗能量。
而这些就决定了高压加气站系统建设势在必行。
1．2 压缩空气的应用现状
压缩空气一般是作为一种动力源，应用很广——驱动气缸，产生直线运动；驱动气动马达，产生旋转运动 ；驱动射流元件，进行运算和控制。也可以利用其携带某些物质，完成工作。例如喷砂清理、喷药、喷水清洗、喷漆等等。还可以利用其可压缩特性，起缓冲，弹簧作用，如气体弹簧，缓冲垫等。以及以上的派生应用，比如气缸可以派生气囊，空气垫等。例如打捞沉船用的浮囊、浮箱，浅潜用气瓶，大型充气玩具，铆钉枪，采煤用的风镐等等，都是压缩空气在生活中的应用。
压缩空气目前在生活中的应用已较为普遍，但在气动发动机方面却仍只处于起步阶段，没有广泛应用。
1．3 本课题研究的重要意义
1.3.1 压缩空气是一种清洁的能源存储方式
压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之不尽。
而其作为一种清洁的能源存储方式，例如为了让风力发电厂在无风状态下仍旧正常工作，电力公司需要进行达到实用规模的能量储存，但使用大型电池显然不切实际。一种解决办法是利用风能压缩空气并储存在容器或者地下洞穴，而后利用这些储存的空气带动发电机[15]。这也是爱荷华州达拉斯中心的爱荷华储存能量园区所要实现的目标，储存能量园区对最近钻的井进行现场测试，测试工作于2009年结束。这种技术也是世界上规模最大的风电厂的一个设计组成部分，这个风电厂建在德克萨斯州的布里斯科，发电能力达到3000兆瓦特[16]。
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