輕型燃料電池-鋰電池電動(dòng)汽車的特性研究

研究了以質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池和鋰離子電池為動(dòng)力源的輕型電動(dòng)汽車的特性。兩套動(dòng)力系統(tǒng)采用并聯(lián)方式，燃料電池作為主要?jiǎng)恿Γ囯姵赜糜谠黾臃逯倒β始斑M(jìn)行再生制動(dòng)。

該車車輛底盤、電機(jī)及變速器采用豐田AUTOBODY COMS系統(tǒng)，主要部件包括燃料電池堆、膜加濕器、鋰離子電池組、微控制器、DC/DC轉(zhuǎn)換器及儲氫罐等。該輕型電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)如圖1所示。

燃料電池組包含74個(gè)串聯(lián)的燃料電池。膜加濕器流速500SLPM，適用于額定功率6kW的燃料電池。為減少復(fù)雜管路并節(jié)省空間，PEM與膜加濕器集成在一起。金屬氫化物罐容積大，是一種優(yōu)良的車載可逆儲氫容器。該容器在低溫（25～120℃）和低壓（1～10個(gè)大氣壓）下釋放氫氣，與PEM適用條件一致。因此，可以利用PEM廢熱（80℃）加熱儲氫罐。目前采用的是含AB5 （LaNi5H6）合金粉末的鋁合金罐。采用的鋰電池組包括4個(gè)12V、40Ah串聯(lián)鋰電池，最大輸出功率2.7kW，電池充電量控制在30%～80%。本車采用的是Intel 8051芯片，用于監(jiān)測電壓、溫度及壓力等信息，同時(shí)控制動(dòng)力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。

為驗(yàn)證動(dòng)力系統(tǒng)及車輛性能，進(jìn)行了臺架試驗(yàn)及實(shí)車試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該車在怠速、起動(dòng)加速、急加速及制動(dòng)等工況下均表現(xiàn)出穩(wěn)定性能，最高車速達(dá)到58km/h；混合動(dòng)力系統(tǒng)在增加輸出功率的同時(shí)效率可提高至46%。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2012年第207期

作者：Jenn Jiang Hwang et al

編譯：李偉