燃料电池汽车动力系统运行效率研究及指南.pdf

A版 燃料电池汽车动力系统运行效率研究 殷婷婷 黄晨东 程 伟 欧阳启 孙逸神 (上海汽车集团股份有限公司，上海 201804) 【摘要】 介绍了燃料电池汽车动力系统的结构和工作原理，结合动力系统的功率分布、能流图对燃料电 池动力系统运行效率进行了深入研究。最后从零部件效率、动力系统匹配、动力系统结构以及控制策略4方面 对系统运行效率的影响进行敏感度分析，为燃料电池汽车动力系统开发提供了参考依据和理论基础。 【Abstract】 Thestructureandworkingprincipleofthefuelcellvehicle(FCV)powertrainare introduced．EfficiencyofFCV powertrain isresearched combinedwith powerdistributionand energy flow．Sensitivityanalysisofsystem efficiencyisalsoconsideredwithpartsefficiency，matchingofpow— ertrain，sturctureofpowertrainandcontrolstrategy．Referenceisprovidedforthedevelopmentoffuel cellvehiclepowertrain． 【关键词】 燃料电池 汽车 动力系统 运行效率 doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2012．08．O1 电池系统(FCS)、直流 一直流(DC／DC)变换器、动 0 引言 力蓄电池 (BP)、电机与驱动 (MC)四大部分。动 力系统结构简图如图1所示。 燃料电池电动汽车是 以氢气为能源载体的新 型交通工具，运行排放物是纯水，燃料电池的能量 转化率 比传统 内燃机高近一倍，具有 明显的技术 先进性 。由于它的突出优点，燃料电池汽车被称 之为电动汽车的终极发展 目标。 储能装置可以在燃料 电池堆暖机时给车轮提 供动力，为负载提供峰值功率，从而可 以减小燃料 电池堆的额定功率，并且可 以收集制动能量，以提 高动力系统的效率。 动力蓄电池组(BP 图1 FCV动力系统 1 燃料 电池汽车动力系统的结构与 原理 FCV动力系统的基本工作原理如下：氢气和 空气 中的氧气在燃料 电池系统特定的环境中反应 燃料电池汽车(FCV)动力系统主要包括燃料 产生的电能，作为 FCV的主能量源，它经过 DC／ 收稿 日期：2012—03—31 · 2 · 上海汽车 2012．08 DC变换器的阻抗匹配与电压转换后与动力蓄 电 池(辅助能量源)并联，两者共同作为电机驱动系 3 燃料 电池轿车动力系统功率分布 统的输入能量，可保证驱动模式下，电机在峰值功 和能流 图 率运行阶段的功率响应，以弥补燃料电池功率响 应不足的缺点。此外，当车辆处于制动状态时，驱 燃料电池轿车动力系统功率分布与能流图的 动电机工作于发电模式 ，产生 的电能被 回馈至动 研究是基于 NEDC工况下进行的