【摘要】：燃料電池汽車在零下冷起動仍然是制約燃料電池汽車商業(yè)化的技術(shù)難點問題。研究了能量混合型燃料電池汽車動力系統(tǒng)的零下冷起動電堆的溫升過程。依據(jù)動力蓄電池、燃料電池的電化學(xué)特性、熱動力學(xué)特性,以及燃料電池輔助系統(tǒng)特性,建立了電電混合型燃料電池汽車動力系統(tǒng)零下冷起動過程的仿真模型;利用MATLAB/Simulink作為仿真工具,研究不同加熱功率對電堆溫升過程中能量消耗與動力電池狀態(tài)變化的影響,為動力系統(tǒng)配置和能耗優(yōu)化控制提供了依據(jù)。
【圖文】：

貧獪ο低?為研究對象，以燃料電池電堆、輔助系統(tǒng)及動力蓄電池電化學(xué)特性和熱動力學(xué)特性為基本依據(jù)，建立燃料電池汽車動力系統(tǒng)零下冷起動的熱電耦合模型，為動力系統(tǒng)配置優(yōu)化、能耗優(yōu)化和過程控制提供依據(jù)。停機之前的吹掃也是冷起動必不可少的步驟[7]，吹掃使得內(nèi)部膜電極處于較為干燥的狀態(tài)，有助于減少加熱能耗、縮短暖機時間，本文的研究默認(rèn)電堆是經(jīng)過吹掃處理的。1能量混合型燃料電池汽車動力系統(tǒng)電電混合型燃料電池汽車的動力源為燃料電池系統(tǒng)，，動力蓄電池在峰值功率需求時輸出電能。其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。燃料電池電堆端電壓通過DC/DC直流變換器，與蓄電池和電機控制器母線連接。圖1燃料電池混合動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及冷起動配置Fig.1Fuelcellhybridpowertrainandcold-startconfiguration在圖1中，冷起動過程蓄電池驅(qū)動加熱器作為外部熱源給電堆加熱，動力電池本體和燃料電池電堆的參數(shù)根據(jù)其基本配置，如表1所述。表1鋰離子電池和燃料電池電堆基本配置Tab.1Parametersoflithiumbatteryandfuelcellstack燃料電池參數(shù)值動力電池參數(shù)值電極/極板材料Pt/C,石墨材料(正/負(fù)極)C/LiFeO4額定功率/kw55單電池容量/Ah8單體串聯(lián)數(shù)400單體串聯(lián)數(shù)96電堆重量/kg173電池重量/kg65尺寸/(mm)1000,1200,20尺寸/(mm)837,375,235額定電壓/V263 380額定電壓/V3752零下冷起動過程的仿真模型針對燃料電池電堆、輔助系統(tǒng)及蓄電池，需要建立：1)燃料電池不同溫度的電化學(xué)動力學(xué)模型；2)燃料電池電堆熱動力學(xué)模型；3)輔助系統(tǒng)功耗模型；4)蓄電池化學(xué)動力學(xué)模型；5)蓄電池?zé)釀恿W(xué)模型。2.1燃料電池電化學(xué)動力學(xué)模型在采用外部加熱的起動控制策略上，設(shè)置臨界溫度(可確保成功起動的最低溫度)：1)在臨界溫度以下，不給電

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本文編號：2531411