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焉知汽车科技|燃料电池汽车动力总成方案分析( 二 )


焉知汽车科技|燃料电池汽车动力总成方案分析
本文插图

这种模式是目前燃料电池电动汽车混合动力驱动的理想模式 。 当汽车处于启动、爬坡、加速等工况时 ， 辅助电池和超级电容器可以配合或者单独提供峰值功率 ， 能量分配更加合理 。
在急减速、紧急制动工况下 ， 超级电容器可减轻电池负担 ， 保护辅助电池免受强电流冲击 。
此种动力配置方案比较理想 ， 但其成本昂贵 ， 控制系统比较复杂 ， 参数匹配困难 。 目前此种技术还不成熟 。
1.5 燃料电池加蓄电池加超高速飞轮
超高速飞轮是机械方式储能元件 ， 具有高比能量、高比功率、长循环寿命、高效率、快速补充能量、免维护和环境友好等特点 ， 可以应用到混合动力汽车中 。 超高速飞轮的加入可以提高系统的效率和输出 。 由于成本高、控制困难的原因 ， 实际应用较少 。
1.6 插电式动力配置方案
这种方案有两种配置方式：第一种是基于目前加氢设施不足 ， 在车上装一个RFc(regenerativemelcell)装置 ， 这个装置有两种运行模式 ， 当充电器充电时 ， 是一个电解槽 ， 生成的氢气和氧气分别存到相应的高压氢气瓶和氧气瓶中 。 当汽车行驶时 ， RFc是一个典型的燃料电池装置 ， 利用电解槽生成的氧气氢气进行反应提供电能 ， 同时生成水 。
这种装置电解槽经过加压 ， 无需空压机 ， 效率高 ， 成本比燃料电池加蓄电池的配置方案低 。 动力蓄电池和电解槽可以在用电低峰时进行充电 ， 尤其是当所用的电能是来自于风能太阳能时 ， 这样的装置更环保 。 同时这样的动力配置方案减轻了对加氢站的依赖 。 此配置方式尚在实验中 ， 尚无有关此种配置方案车型的报道 。
【焉知汽车科技|燃料电池汽车动力总成方案分析】第二种配置方式是以上汽荣威950为代表的插电式燃料电池车 。 与传统的插电式混合动力汽车类似 ， 该方案有两种驱动模式 ， 第一种蓄电池为主要动力来源 ， 蓄电池外接充电器可以为蓄电池充电 ， 第二种是纯燃料电池驱动 。 其配置方案如图7所示 。
焉知汽车科技|燃料电池汽车动力总成方案分析
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此方案一方面能够发挥电动汽车低速性能好的特点 ， 解决拥堵造成的车辆起停和排放问题；另一方面 ， 适当匹配动力系统结构参数 ， 能够很好地解决燃料电池轿车性能、应用和成本之间的矛盾 。
1.7 整车厂燃料电池车动力方案
目前各大整车厂都投入了较大精力研发燃料电池车 ， 其中以丰田本田等为代表 。 表1是各整车厂目前所采用的动力方案 。
焉知汽车科技|燃料电池汽车动力总成方案分析
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从以上分析可以看出第二种方案 ， 即燃料电池加蓄电池的动力配置方案是主流方案 。 此方案是未来燃料电池车动力系统配置的趋势 。 目前量产的燃料电池车如韩国的现代ix35燃料电车、丰田的Mhi燃料电池车、本田全新的Clari哆Fuelceu燃料电池车 ， 都采用此方案 。
2 燃料电池车用蓄电池和电机
2.1 动力蓄电池
动力蓄电池是燃料电池车的辅助设备 ， 辅助电堆启动 。 当燃料电池车有较大的功率需求时 ， 蓄电池提供较大的放电电流 ， 当电堆性能跟上时 ， 放电电流减小 ， 电堆作为主要动力源 。 当汽车刹车减速时 ， 蓄电池能够接受较大的电流充电 ， 以回收能量 。 蓄电池的荷电状态(SOC)应尽可能保持在较高的状态 ， 一般在50哆扣85％ ， 循环寿命长 ， 一般能达到1000次以上深度放电 ， 40万次以上浅度放电循环 。
由于氢镍蓄电池和锂离子电池充放电迅速、能量密度大、比功率高、耐用性好、无污染、是目前燃料电池车主要采用的电池 。 丰田的燃料电池量产车M妇i使用的是氢镍蓄电池；本田全新cl耐哆FuelCell燃料电池车和韩国现代ix35燃料电车采用的都是锂离子电池 。 不过氢镍蓄电池有记忆效应 ， 高温性能差；锂离子电池成本比氢镍蓄电池高 。


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