研究燃料电池电动汽车动力传动系统关键技术
蓄电池为辅助能量来源。汽车需要的功率主要由燃料电池提供。可以说车用燃料电池的选取对于燃料电池汽车的性能至关重要。
本文介绍了燃料电池汽车动力传统技术发展概况围绕燃料电池电动汽车动力传动拓扑架构、多源系统管理和动力系统配置与仿真优化技术等关键技术开展了详细论述。
2动力传动系统拓扑构架设计燃料电池汽车的运行并不是一个稳态情况频繁的启动、加速和爬坡使得汽车动态工况非常复杂。燃料电池系统的动态响应比较慢在启动、急加速或爬陡坡时燃料电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求。在实际燃料电池汽车上常常需要使用燃料电池混合电动汽车设计方法即引入辅助能源装置蓄电池、超级电容器或蓄电池十超级电容器通过电力电子装置与燃料电池并网用来提供峰值功率以补充车辆在加速或爬坡时燃料电池输出功率能力的不足。另一方面在汽车怠速、低速或减速等工况下燃料电池的功率大于驱动功率时存储富余的能量或在回馈制动时吸收存储制动能量从而提高整个动力系统的能量效率。21直接燃料电池混合动力系统结构直接燃料电池混合动力系统式结构中采用的电力电子装置只有电机控制器燃料电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口。如丰田的FCHV416FIATElettra17和日产XTrailFCV12等都采用这种类似的结构设计。辅助动力装置扩充了动力系统总的能量容量增加了车辆一次加氢后的续驶里程扩大了系统的功率范围减轻了燃料电池承担的功率负荷。许多插电混合的燃料电池汽车也经常采用这样的构架美国Ford公司EdgePlugi
燃料电池轿车和GM公司VoltPlugi
燃料电池车18。这种插电式混合动力汽车将有效的减
f少氢燃料的消耗。另外辅助动力装置的存在使得系统具备了回收制动能量的能力并且增加了系统运行的可靠性。燃料电池和辅助动力装置之间对负载功率的合理分配还可以提高燃料电池的总体运行效率4。
在系统设计中可以在辅助动力装置和动力系统直流母线之间添加了一个双向DCDC变换器。使得对辅助动力装置充放电的控制更加灵活、易于实现。由于双向DCDC变换器可以较好地控制辅助动力装置的电压或电流因此它还是系统控制策略的执行部件。
22并联式动力系统结构另一种构架是并联式的燃料电池混合动力系统的结构。这种构建通常在燃料电池和电机控制器之间安装了一个DCDC变换器燃料电池的端电压通过DCDC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。这种系统与上述构r