范小文

（陜西汽車集團有限責任公司，陜西 西安 710200）

新能源汽車

氫燃料電池在中輕卡上的應用

范小文

（陜西汽車集團有限責任公司，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?。文章分析了基于當前氫燃料電池技術水平，如何優(yōu)化匹配應用于中輕卡，并對幾種技術方案進行了對比，闡述其優(yōu)劣勢。

∶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，即第一，在關鍵材料零部件方面逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化；第二，燃料電池和電堆整車性能逐步提升；第三，燃料電池汽車的運行規(guī)模要達到1000輛。

從商業(yè)化的進程看，以汽油機為代表的動力主流替代方案是鋰離子電池或金屬燃料電池；對柴油機的替代方案可能燃料電池更具優(yōu)勢。由于燃料電池技術門檻較高，以國內(nèi)當前技術水平最現(xiàn)實的方案是，把燃料電池技術與其他應用，如鋰電池進行組合，以減少燃料電池的功率，這或許是較快推動燃料電池汽車的商業(yè)化的最佳選擇。純電動汽車和燃料電池汽車，兩者并不矛盾，而是相互補充，從使用成本角度來看，在短續(xù)駛里程情況下，純電動會有優(yōu)勢，在長續(xù)駛里程情況下，燃料電池更具優(yōu)勢。

1、燃料電池在輕型卡上的應用分析

圖1

該技術方案為，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)動電動機供電。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力源，減小燃料電池功率輸出的波動，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，對各大總成在數(shù)模上進行了布置：

表1

圖3

1.2續(xù)駛里程分析

整車計算的輸入條件

表2

1.2.1續(xù)駛里程，雙電池同時驅(qū)動（40km/h勻速）。

表3

1.2.2續(xù)駛里程，雙電池同時驅(qū)動（城市工況）。

圖3

表4

2、結(jié)論

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

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[2] 孫澤昌,魏學哲,鐘再敏.燃料電池汽車動力系統(tǒng)功率平衡控制策略[J].機械工程學報,2005(12):3-7.

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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)。