车用燃料电池混合动力系统试验平台

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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集车用燃料电池混合动力系统试验平台吴加加，高大威，卢青春（清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084）摘要：车用燃料电池混合动力系统试验平台主要用于车用燃料电池混合动力系统的集成、控制、测试和评价等关键技术的试验研究。在该平台的开发过程中，主要的难点和重点问题包括电磁兼容性问题、氢电安全性问题、系统可靠性问题和工况复杂性问题，本文对这些问题进行了分析并总结了解决上述问题的针对性措施，实施效果表明，该系列措施较好地解决了以上重点和难点问题。

2、试验平台工作稳定，在燃料电池城市客车项目研发过程中发挥了重要作用。关键词：燃料电池汽车；混合动力系统；试验燃料电池低排放，高效率，是车用动力系统的目标系统，也可以是用于试验研究的试验系统。燃一个长远解决方案。车用燃料电池混合动力系统是料供应系统分为两个部分：氢气供应系统和空气供燃料电池汽车的核心部分，直接决定着燃料电池汽应系统，分别可提供纯度为99.9%以上，流量为8kg/h3车的整车性能。目前，国内外对燃料电池汽车的试的高压氢气与流量不小于7.2m/min，压力为0.7MPa验研究主要停留在部件层次（如Hydrogen

3、ics公司的的空气。加载装置和车用工况模拟系统由动态测功燃料电池测试设备和AeroVironment的蓄电池测试机及负载控制装置构成。试验用控制系统是整个燃设备）和整车试验的层次（如AVL转鼓设备），对料电池混合动力系统试验平台的控制中枢，相当于动力系统的试验研究多结合整车进行，这样的试验燃料电池汽车的整车控制器，它是基于dSPACE实时研究成本较高、灵活性和重复性较差，同时也很难仿真系统及其外围设备建立起来的。数据采集处理对动力系统在极限工况下的运行情况进行考核。系统的主要任务是采集试验过程中的各种有用的数基于车用燃料

4、电池混合动力系统的特点，结合据，并且对这些数据进行处理、监视和记录，该系“863”计划燃料电池城市客车整车技术项目，清华统的主要构成包括：各种电量传感器、测量设备(功大学自主开发了一套车用燃料电池混合动力系统试率分析仪和扭矩仪等)以及信号调理单元和数据监验研究平台。本文对该试验平台开发过程中的重点视记录系统。和难点问题进行了分析，主要包括电磁兼容性问题、氢电安全性问题、系统可靠性问题和工况复杂性问题，并总结了解决上述问题的针对性措施，最后，给出了采取相应措施后的实施效果。1试验平台简介车用燃料电池混合动力系统试验平台主要

5、用于车用燃料电池混合动力系统的集成、控制、测试和评价等关键技术的试验和研究，尤其可模拟在整车（1）试验用燃料电池混合动力系统（2）燃料供应系统道路工况环境下车用燃料电池混合动力系统的工作（3）加载装置和车用工况模拟系统（4）试验用控制系统情况。（5）数据采集处理系统如图1所示，整个试验平台可以分为五个系统，图1车用燃料电池混合动力系统试验平台总体结构示意图分别是：试验用燃料电池混合动力系统、燃料供应系统、加载装置和车用工况模拟系统、试验用控制试验方法采用工况模拟的方法，对测功机的控系统和数据采集处理系统。试验用燃料电池混

6、合动制系统和动力系统的控制系统进行综合控制，实现力系统由燃料电池发动机或燃料电池模拟装置、对整车、道路和驾驶员的模拟，并利用国内外典型DC/DC变换器、蓄电池、超级电容、电机及其控制器工况和极限工况对车用燃料电池混合动力系统进行等部件构成，该系统既可以是准备用于整车集成的试验研究。作者简介：吴加加（1983－），男，硕士研究生，研究方向：新能源汽车动力系统。E-mail:wujj06@mails.tsinghua.edu.cn成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集2重点和难点问题分析3

7、.1改善电磁兼容性的措施3.1.1降低动力系统各部件的电磁干扰（EMI）2.1试验平台电磁兼容性（包括动力系统EMI和其a.制定严格的动力系统和部件的电磁兼容性检它分系统的EMS）测规范，对DC/DC变换器和电机控制器等部件的电在燃料电池混合动力系统中，DC/DC变换器、电磁兼容性进行严格检测，合格后，才可用于系统集机驱动器以及燃料电池空压机的驱动器等都是大功成；率电力电子部件，都是在高电压、大电流状态下以b.通过对功率开关设计缓冲网络或吸收网络的开关方式工作，在大功率电力电子开关导通和关断方法吸收电压和电流的尖峰；的瞬

8、间对外产生很强的电磁干扰；空气系统和氢气c.在靠近开关管的地方布置高频低阻抗电容，系统的电磁阀在起停的瞬间也都对外产生电磁干但要考虑漏电流不能过大；扰。在此恶劣的电磁环境中，虽然可以考查各部件d.采取屏蔽和接地的措施，对DC/DC变换器、的电磁兼容性，但同时也使试验平台的数据采集系电机控制器等关键部件机壳和传输功率的