燃料电池电动汽车的结构组成 - 图文

燃料电池电动汽车的结构组成

燃料电池电动汽车组成部分包括：燃料存储系统（或带有重整原燃料至氢气的处理器），燃料电池堆及其控制单元，动力分配单元及其控制器！电机总成和传动系统组成的推进装置单元。燃料电池具有电流源的特点，并且其单体输出电压低。假定在交流电机需要较高功率密度的前提下，必须将几个燃料电池单体串联组合，以获得更高的电压，然后将输出电压输入至与燃料电池组相连接的DC/AC逆变器以提升其输出电压，从而可驱动交流推进电机。燃料电池电动汽车系统框图如下图所示。燃料电池输出电压比较低；在电压输送给电机驱动之前，需要用DC／DC变换器对电压进行提升和整流。

燃料电池和电机之间的动力电子接口电路包括：用于升电池组输出电压的D C／D C变换器、用于交流电机的D C／A C逆变器、用于控制的微处理器／数字信号处理器和用于储能的电池／电容器。燃料电池堆的时间常数比电力负荷动态时间常数要慢很多。电池储能系统在瞬态和过载情况下为车辆提供所需动力，同时也吸收再生制动时反向流动的能量。为了能直接与高压直流母线连接，电池组的额定电压必须足够高，这就需要将大量的电池单体进行串联连接。另外，双向DC/DC变换器两端分别与低压电池组和高压直流母线相连。在燃料电池电动汽车中，尽管超级电容器技术还不能够替换燃料电池，但是它可以取代低压电池组。

基于燃料电池的电动汽车

燃科电池对负载变化十分敏感，这是由其低电压、大电流的输出特性决定的。燃料电池控制器使用电压和电流反馈的信息去调节燃料电池堆的氢气流量，在满足反应速度的情况下用尽量少的氢气流量 提供所需的电力。如果在不改变氢气流量条件下想获得更多的电能，最终会耗尽氢气的浓度，进而使输出电压降低，还可能使燃料电池膜受到损害。燃料电池以氢气流量为函数的特性曲线如图所示。当氢的利用率接近100%时，受内部高损耗的控制，燃料电池进入电流限制模式。控制器必须避免燃料电池在电流限制模式下工作．以维持其良好的工作效率。随着氢气流量的减少，，燃料电池堆的输出功率也随之减少，如果动力牵引所需功率较低。则控制器会减少氢气流量，从而最大限度地减少燃料的浪费。理想的控制器能可以完全相同的速度为驱动力发电提供所需要的氢气流量。然而，由于燃料电池具有响应速度慢的特点，因此能量回馈可保证设备的不间断运行。

燃料电池氢气流量的功能特性

燃料电池反应的副产物是水，它以蒸汽的形式与反应剩余的氢气一起存在电池内。虽然水蒸气可用于汽车内部的加热，但是排出的氢气对于系统来说是一种浪费。 转载：ddc.greenwheel.com.cn

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