Life cycle assessment of a fuel cell electric vehicle considering different power system architectures

Fuel cell electric vehicles are a promising solution for reducing the environmental impacts of the automotive sector, but there are still some key points to address in finding the most efficient and less impactful implementation of this technology. In this work, three electrical architectures of fuel cell electric vehicles are modelled and compared in terms of environmental impacts of their manufacturing and use phase. The three architectures differ for number and position of the dc/dc converters connecting the battery and the fuel cell to the electric motor. The life cycle assessment methodology has been used to compute and compare the impacts of the three vehicles. A model of the production of the main components of the vehicles and fuel cell stacks, and of the production of the hydrogen fuel has been constructed, and the impacts have been calculated using the program SimaPro. The results highlighted the importance of the converters and their influence on the fuel consumption, which has been identified as the main factor in the comparison of the environmental impacts of the vehicle.

I veicoli a cella a combustibile sono una soluzione promettente per ridurre gli impatti ambientali del settore automotive, ma ci sono ancora alcuni punti chiave da affrontare nel trovare l’implementazione più efficiente e meno inquinante di questa tecnologia. In questo lavoro, tre architetture elettriche di veicoli a cella a combustibile sono state modellate e confrontate in termini di impatti ambientali della loro produzione e uso. Le tre architetture differiscono per numero e posizione dei convertitori DC/DC che connettono la batteria e la cella a combustibile al il motore elettrico. La metodologia Life cycle assessment è stata utilizzata per calcolare e confrontare gli impatti ambientali dei tre veicoli. È stato costruito un modello per la produzione dei principali componenti del veicolo e dello stack di celle a combustibile, e della produzione dell’idrogeno; in seguito, gli impatti ambientali sono stati calcolati usando il programma SimaPro. I risultati hanno evidenziato l’importanza dei convertitori e la loro influenza sul consumo di carburante, che è stato identificato come il principale fattore nel confronto degli impatti ambientali del veicolo.