基于耦合電感方法的氫燃料電池系統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器

基于耦合電感方法的氫燃料電池系統(tǒng)升壓轉(zhuǎn)換器

氫燃料電池汽車能夠?qū)崿F(xiàn)高效率和零排放，并具有續(xù)駛里程長等優(yōu)點，因而其將成為未來汽車發(fā)展的主要方向之一。2009年在日本本田株式會社（HONDA）推出的氫燃料電池汽車中，由于氫燃料電池反應(yīng)堆的尺寸過大，因而將其安裝在底盤底部中間位置，這使車內(nèi)乘員室的可用空間減少，包含駕駛員在內(nèi)共乘坐4名乘員。為了獲得更多的可用空間，需要對氫燃料電池系統(tǒng)進行小型化設(shè)計。

對氫燃料電池系統(tǒng)進行小型化設(shè)計，需要減少氫燃料電池系統(tǒng)中電池單元的數(shù)量，同時提高驅(qū)動電機功率。為保證生成的電壓能夠驅(qū)動電機運行，則需要提高升壓轉(zhuǎn)換器的電壓增益，將氫燃料電池產(chǎn)生的電壓盡可能升高，使其能夠驅(qū)動電機。在進行高增益升壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)計時，采用耦合電感的方法可實現(xiàn)高電壓增益。耦合電感型升壓轉(zhuǎn)換器能夠在開關(guān)占空比的基礎(chǔ)上，利用耦合電感匝比控制輸出電壓，因而能夠?qū)崿F(xiàn)易于控制的高增益電壓。開發(fā)專門的氫燃料電池電壓控制單元（FCVCU）對耦合電感升壓轉(zhuǎn)換器進行控制，F(xiàn)CVCU控制電路中配置4個單相斬波電路，這些電路通過并聯(lián)連接，形成一個4相交織控制電路，通過相位之間的切換實現(xiàn)更高的升壓效率。采用耦合電感升壓轉(zhuǎn)換器后，氫燃料電池系統(tǒng)的尺寸減小約40%，其能夠被安裝在發(fā)動機艙中，實現(xiàn)乘員室可用空間的增加。

RyotaKitamotoetal.SAE 2017-01-1224.

編譯：王祥