燃料電池電動汽車動力傳動系統(tǒng)技術(shù)研究(編輯修改稿)
2025-01-17 03:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 變換器,燃料電池的端電壓通過DC/DC變換器的升壓或降壓來與系統(tǒng)直流母線的電壓等級進行匹配。這種系統(tǒng)與上述構(gòu)架不同之處還在于,這種動力系統(tǒng)的設(shè)計沒有考慮能量的回饋回收,因此系統(tǒng)雖然簡單,但效率比較低下。盡管系統(tǒng)直流母線的電壓與燃料電池功率輸出能力之間不再有耦合關(guān)系,但DC/DC變換器必須將系統(tǒng)直流母線的電壓維持在最適宜電機系統(tǒng)工作的電壓點(或范圍),對于交流電機驅(qū)動系統(tǒng),通常還需要安裝一個DC/AC轉(zhuǎn)換器。目前這類構(gòu)架系統(tǒng)只在一些小型或者實驗的車上使用,如2002年通用汽車公司開發(fā)的Autonomy和Hywire兩種車都是基于該中構(gòu)架的[10]。2008年,同濟大學(xué)蒂森克虜伯聯(lián)合實驗室采用這種架構(gòu)開發(fā)了小型燃料電池汽車[19],并研究了燃料電池電堆系統(tǒng)對整車性能的影響。3 燃料電池汽車多能源系統(tǒng)管理與優(yōu)化燃料電池不適合作為動力系統(tǒng)的單一驅(qū)動能源,必須選用輔助能源系統(tǒng)合理補充驅(qū)動電動汽車所需的能量,覆蓋功率波動,提高峰值功率,吸收回饋能量,改善燃料電池輸出功率的瞬態(tài)特性。目前各大汽車開發(fā)商采用了輔助動力,來提高燃料電池汽車的性能(表1所示)。 動力電池輔助能源系統(tǒng)目前鉛酸電池[20]由于比能量及比功率均較低,已經(jīng)淘汰。在汽車上常用的動力蓄電池主要有鎳氫電池和鋰離子電池等。表1 典型的燃料電池汽車Table 1 Typical fuel cell electric vehicles鎳氫電池屬于堿性電池,具有不易老化,無需預(yù)充電以及低溫放電特性較好等優(yōu)點。其能量密度可超過80 Wh/kg,一次充電的行駛距離長,在大電流工作時能夠平穩(wěn)放電。FCHV4[6],Highlander FCHVadv[7]和通用Chevrolet Equinox[9]的動力系統(tǒng)都是燃料電池和鎳氫電池集成的。但,鎳氫在高溫環(huán)境下,電池電荷量會急劇下降,并且具有記憶效應(yīng)和充電發(fā)熱等方面的問題。在燃料電池混合動力系統(tǒng)中鎳氫電池SOC應(yīng)保持在40%60%之間,充放電電流應(yīng)處于160240 A的范圍,溫度應(yīng)維持在常溫附近,以確保系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟性[21,22]。鋰離子電池具有體積小,能量密度高(120Wh/kg)、高安全性和無污染性等優(yōu)點。本田FCXClarity[8],通用Chevrolet Sequel[10]鋰和日產(chǎn)XTrail FC
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