氫燃料電池在中輕卡上的應(yīng)用

范小文

（陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200）

新能源汽車

氫燃料電池在中輕卡上的應(yīng)用

范小文

（陜西汽車集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200）

∶燃料電池汽車作為新能源汽車三大技術(shù)路線之一，以其真正零排放、續(xù)駛里程長，具有最大的發(fā)展?jié)摿ΑＮ恼路治隽嘶诋?dāng)前氫燃料電池技術(shù)水平，如何優(yōu)化匹配應(yīng)用于中輕卡，并對(duì)幾種技術(shù)方案進(jìn)行了對(duì)比，闡述其優(yōu)劣勢(shì)。

∶氫燃料電池；中輕卡；續(xù)駛里程

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.09.005

CLC NO.: U473.2Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)09-13-02

引言

在剛發(fā)布的“中國制造2025”規(guī)劃，明確了燃料電池汽車的戰(zhàn)略目標(biāo)，即第一，在關(guān)鍵材料零部件方面逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化；第二，燃料電池和電堆整車性能逐步提升；第三，燃料電池汽車的運(yùn)行規(guī)模要達(dá)到1000輛。

從商業(yè)化的進(jìn)程看，以汽油機(jī)為代表的動(dòng)力主流替代方案是鋰離子電池或金屬燃料電池；對(duì)柴油機(jī)的替代方案可能燃料電池更具優(yōu)勢(shì)。由于燃料電池技術(shù)門檻較高，以國內(nèi)當(dāng)前技術(shù)水平最現(xiàn)實(shí)的方案是，把燃料電池技術(shù)與其他應(yīng)用，如鋰電池進(jìn)行組合，以減少燃料電池的功率，這或許是較快推動(dòng)燃料電池汽車的商業(yè)化的最佳選擇。純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車，兩者并不矛盾，而是相互補(bǔ)充，從使用成本角度來看，在短續(xù)駛里程情況下，純電動(dòng)會(huì)有優(yōu)勢(shì)，在長續(xù)駛里程情況下，燃料電池更具優(yōu)勢(shì)。

1、燃料電池在輕型卡上的應(yīng)用分析

圖1

該技術(shù)方案為，燃料電池+單向DC/DC組成的功率輔助單元和蓄電池組通過公共總線向驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電。通過DC/DC變換器可直接調(diào)節(jié)燃料電池的輸出特性，或間接調(diào)節(jié)蓄電池組的輸出特性，使兩者協(xié)調(diào)工作在最佳效率區(qū)。

能量型系統(tǒng)可裝備大容量蓄電池作為動(dòng)力源，減小燃料電池功率輸出的波動(dòng)，使其始終工作在高效率區(qū)域，減少耗氫量，延長使用壽命。

圖2

1.1總體布置方案

整車總質(zhì)量控制在7噸，定位為中輕卡，對(duì)各大總成在數(shù)模上進(jìn)行了布置：

表1

圖3

1.2續(xù)駛里程分析

整車計(jì)算的輸入條件

表2

1.2.1續(xù)駛里程，雙電池同時(shí)驅(qū)動(dòng)（40km/h勻速）。

表3

1.2.2續(xù)駛里程，雙電池同時(shí)驅(qū)動(dòng)（城市工況）。

圖3

表4

2、結(jié)論

鋰電池電量不足時(shí)，由燃料電池單獨(dú)供電，空載時(shí)整車需求功率約19kW，滿載時(shí)整車需求約26kW。而燃料電池實(shí)際輸出只有13kW，無法驅(qū)動(dòng)整車以40km/h的速度行駛；同樣鋰電池與燃料電池同時(shí)放電時(shí)，才能驅(qū)動(dòng)車輛按照市區(qū)循環(huán)工況工作，燃料電池單獨(dú)工作時(shí)，車輛不能實(shí)現(xiàn)市區(qū)循環(huán)工況。

[1] 陳全世.先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[2] 孫澤昌,魏學(xué)哲,鐘再敏.燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)功率平衡控制策略[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2005(12):3-7.

[3] 余志生.汽車?yán)碚揫M].3版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001.

[4] 殷婷婷,黃晨東,程偉,等.燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行效率研究[J].上海汽車,2012(8):2.5.

[5] 殷婷婷,程偉,陳寅峰,等.燃料電池汽車分級(jí)式故障處理策略研究[J].上海汽車,2013(12):9-11.

The application of hydrogen fuel cells in light trucks

Fan Xiaowen

（Shaanxi Automobile Group Co., Ltd., Shaanxi Xi'an 710200）

Fuel cell vehicles as one of the three technical route of new energy vehicles, with its real travel distance zero emissions, and long, have the greatest potential for development. Analyzed in this paper based on the current hydrogen fuel cell technology, how to optimize the matching used in light trucks, and compares several technical schemes of its disadvantages.

Hydrogen fuel cells; light truck; Limited driving distance

∶U473.2

∶A

∶1671-7988 (2016)09-13-02

范小文（1981—），男，助理工程師，就職于陜西重型汽車有限公司，從事汽車研發(fā)。