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FCV并联式动力系统结构分析

2019/10/16 14:35:483657

燃料电池（FC）因为在汽车运行过程中由于功率的不稳定会造成车载工况下功率输出波动较大，因此不适合作为动力系统的单一驱动能源，必须选用辅助能源系统合理补充驱动电动汽车所需的能量，覆盖功率波动，提高峰值功率，吸收回馈能量，改善燃料电池输出功率的瞬态特性。目前，主要采用的三种能量组合方式有:

1) 燃料电池+动力电池，通用Chevrolet Equinox等 2) 燃料电池+超级电容，如本田的FCV-3和马自达FC-EV等; 3) 燃料电池+动力电池+超级电容，如本田FCHV-4 作为FCV动力系统拓扑结构的一种重要选择，并联式动力系统结构已经受到越来越多的重视。 FCV并联式动力系统结构示意图 该结构通常在FC和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器，FC的端电压通过DC/DC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。尽管系统直流母线的电压与FC功率输出能力之间不再有耦合关系，但DC/DC变换器必须将系统直流母线的电压维持在最适宜电机系统工作的电压点(或范围)，对于交流电机驱动系统，通常还需要安装一个DC/AC转换器。目前这类结构已经在一些小型车或者实验车上使用，如通用汽车公司开发的Autonomy和Hy-wire两种车都是基于该结构。同济大学-蒂森克虏伯联合实验室采用这种结构开发了小型FCV，并研究了FC系统对整车性能的影响。但这种结构的设计没有考虑能量的回馈回收，因此效率比较低，还需要设计回收系统才能保证能量的最优利用。