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电-电混合FCV动力系统工况分析

2019/10/16 14:35:453736

为减少燃料电池汽车输出功率变化速率和载荷的波动，减缓动态过程导致的燃料电池的衰减，现在燃料电池汽车多采用二次电池、超级电容等储能装置与燃料电池构建电-电混合动力系统的模式。电-电混合动力主要有以下几种动力系统能量传递工况。急剧加速状态下，对应于峰值功率指令，燃料电池系统与峰值电源两者都向电动机驱动装置供给牵引功率；在制动状态下，电动机运行于发电机状态，将部分制动能量变换为电能，并储存在峰值电源中；当负载功率小于燃料电池系统的额定功率时，峰值电源也能从燃料电池系统补充、恢复其能量。

电-电混合FCV动力系统的布置形式 燃料电池系统工况控制策略 1）电动机的输出功率始终满足功率要求； 2）峰值电源的能级始终维持在最佳范围； 3）燃料电池系统运行在其最佳运行区。

燃料电池汽车运行工况能量传递示意图 燃料电池运行工况模式 1）停顿模式：燃料电池系统和峰值电源都不向驱动系统供给功率，燃料电池系统可运行在空载状态； 2）制动模式：燃料电池系统运行在空载状态，而峰值电源依据制动系统运行特性吸收再生制动能量； 3）牵引模式：牵引模式总共有三种工况运行 A.若电动机输入功率大于燃料电池系统的额定功率，则应用混合牵引模式。燃料电池系统运行在其额定功率状态，而剩余的功率需求由峰值电源供应；B. 若电动机输入功率小于燃料电池系统预设的最小功率，且峰值电源需要充电，则燃料电池系统以额定功率运行，一部分功率用于驱动系统，另一部分功率用于峰值电源。若峰值电源不需要充电，则燃料电池系统运行于空载状态，由峰值电源单独驱动车辆；C. 若负载功率大于燃料电池预设的最小功率，并小于燃料电池的额定功率，同时峰值电源不需要充电，则由燃料电池单独驱动车辆。若峰值电源需要充电，则燃料电池系统以额度功率运行，其一部分功率用于驱动车辆，另一部分功率用于向峰值电源充电。