燃料电池客车动力系统的匹配研究_杜微微.pdf

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1、客车技术与研究第1期BUS＆COACHTECHNOLOGYANDＲESEAＲCHNo．120181燃料电池客车动力系统的匹配研究杜微微，赵昌锋(中国第一汽车股份有限公司技术中心，长春130011)摘要:以某城市燃料电池客车为例，对其动力系统进行参数匹配计算，制定相关系统的控制策略，并进行道路试验。结果表明，该车动力系统匹配合理。关键词:燃料电池客车;动力系统;匹配研究+中图分类号:U469.722文献标志码:A文章编号:1006－3331(2018)01－0001－04ＲesearchonMatchingofP

2、owerSystemofFuelCellBusDuWeiwei，ZhaoChangfeng(Ｒ＆DCenter，ChinaFawCo，．Ltd，Changchun130011，China)Abstract:Takingacityfuelcellbusforexample，theauthorsmatchandcalculatetheparametersofitspow-ertrainsystem，formulateitscontrolstrategiesofrelatedsystems，andcarryoutth

3、eroadtest．Theresultsshowthatthebuspowertrainsystemismatchedreasonably．Keywords:fuelcellbus;powertrainsystem;matchingresearchDOI:10.15917/j.cnki.1006-3331.2018.01.001全球汽车产业一直探索新的能源技术，希望找到主、动力电池为辅。此种混合模式被广泛应用。燃料高效、清洁环保的车用能源。燃料电池汽车因其高电池工作在最佳工作区，功率波动由动力电池平衡。效、节能

4、、零排放的特点，成为各大汽车厂商青睐的对优点:可选择小功率的燃料电池，燃料电池寿命长，系［1］象，是新能源汽车的重点研发领域之一。统响应迅速，具有能量回收功能。缺点:结构较纯燃［3］料电池模式复杂。1燃料电池汽车的驱动模式及特点3)燃料电池与超级电容的混合驱动模式:燃料［2］电池和超级电容一同为车辆提供能量，以燃料电池为燃料电池汽车的驱动模式可以分为4种，系统主，超级电容辅助燃料电池系统工作。优点:超级电示意图如图1所示。容充放电效率高、循环寿命长、比功率高，可以在车辆爬坡、加速时瞬间提供大功率，另外，电容使用

5、寿命较长，可以大大降低售后成本。缺点:其比能量远低于动力电池。4)燃料电池、超级电容和动力电池的混合驱动模式:3个能量源一同参与工作，以燃料电池为主，超图1燃料电池汽车系统示意图级电容和动力电池共同辅助燃料电池工作。优点:此1)纯燃料电池驱动模式:燃料电池单独提供能模式兼顾3种动力源的优点，可以满足理想的动力量。优点:构型简单、整备质量轻、控制系统简单。缺性、经济性需求。缺点:控制系统及结构复杂、成［4］点:现阶段燃料电池的动态响应时间长，且纯燃料电本高。池车辆成本高、无法回收能量、可靠性差、启动时间合理的系统

6、构型方案是在满足车辆性能的前提长等。下，综合考虑可行性、经济性。基于上述各种模式的2)燃料电池与动力电池的混合驱动模式:燃料优缺点对比，本次研究采用燃料电池与动力电池混合电池和动力电池一同为车辆提供能量，以燃料电池为的驱动模式。此种模式可有效降低对燃料电池系统作者简介:杜微微(1982—)，女，工程硕士;工程师;主要从事客车整车设计与研究工作。2客车技术与研究2018年2月功率动态特性的要求;可提供瞬时大功率用于起步、③峰值功率Pm。加速、爬坡等工况;能够能量回收;具有一定的续驶里Pm≥max{Pαmax，Pa

7、}=143kW程;成本适中、控制及结构复杂程度适中。4)峰值扭矩Tm。车辆爬坡时，对于扭矩的需求最大。峰值扭矩不能直接由峰值功率算出，因为峰值2动力系统参数匹配扭矩与峰值功率并不是对应关系，即在电机达到峰值本次研究的车辆是一款12m低入口城市客车。扭矩时刻的功率不是峰值功率。一般在低速负载很由于对爬坡度要求不高，本车未额外采用变速器。大时出现峰值扭矩，此时的功率却不大。22.1驱动电机参数的确定Tmi0η1η2/r≥mgfcosαmax+mgsinαmax+CDAv/21.51)最高转速nv。Tm≥2710Nv

8、i另外，驱动力应小于等于地面附着力，附着系数max0nv≥=2433r/minμ取0.5。(0.377r)式中:nv为最高车速对应的电机转速，依据性能指标，mgrμ=7710NTm≤最高车速v取69km/h;主减速器传动比i为6.14;i0η1η2max0根据以上计算，在电机制造厂家现有产品型谱中选轮胎滚动半径r为0.462m。择适合的电机。选定电机参数如下:额定功率100kW;2)额