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FCV並聯式動力係統結構分析

2026-04-11 09:34:377463

燃料電池（FC）因(yin)為(wei)在(zai)汽(qi)車(che)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)由(you)於(yu)功(gong)率(lv)的(de)不(bu)穩(wen)定(ding)會(hui)造(zao)成(cheng)車(che)載(zai)工(gong)況(kuang)下(xia)功(gong)率(lv)輸(shu)出(chu)波(bo)動(dong)較(jiao)大(da)，因(yin)此(ci)不(bu)適(shi)合(he)作(zuo)為(wei)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)的(de)單(dan)一(yi)驅(qu)動(dong)能(neng)源(yuan)，必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)輔(fu)助(zhu)能(neng)源(yuan)係(xi)統(tong)合(he)理(li)補(bu)充(chong)驅(qu)動(dong)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)，覆(fu)蓋(gai)功(gong)率(lv)波(bo)動(dong)，提(ti)高(gao)峰(feng)值(zhi)功(gong)率(lv)，吸(xi)收(shou)回(hui)饋(kui)能(neng)量(liang)，改(gai)善(shan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)瞬(shun)態(tai)特(te)性(xing)。目(mu)前(qian)，主要采用的三種能量組合方式有:

1) 燃料電池+動力電池，通用Chevrolet Equinox等 2) 燃料電池+超級電容，如本田的FCV-3和馬自達FC-EV等; 3) 燃料電池+動力電池+超級電容，如本田FCHV-4 作為FCV動力係統拓撲結構的一種重要選擇，並聯式動力係統結構已經受到越來越多的重視。 FCV並聯式動力係統結構示意圖 該結構通常在FC和電機控製器之間安裝了一個DC/DC變換器，FC的端電壓通過DC/DC變換器的升壓或降壓來與係統直流母線的電壓等級進行匹配。盡管係統直流母線的電壓與FC功率輸出能力之間不再有耦合關係，但DC/DC變換器必須將係統直流母線的電壓維持在最適宜電機係統工作的電壓點(或範圍)，對於交流電機驅動係統，通常還需要安裝一個DC/AC轉換器。目前這類結構已經在一些小型車或者實驗車上使用，如通用汽車公司開發的Autonomy和Hy-wire兩種車都是基於該結構。同濟大學-蒂森克虜伯聯合實驗室采用這種結構開發了小型FCV，並研究了FC係統對整車性能的影響。但這種結構的設計沒有考慮能量的回饋回收，因此效率比較低，還需要設計回收係統才能保證能量的最優利用。