混合型燃料电池汽车动力系统零下冷启动仿真

发布时间：2019-09-03 14:19

【摘要】：燃料电池汽车在零下冷起动仍然是制约燃料电池汽车商业化的技术难点问题。研究了能量混合型燃料电池汽车动力系统的零下冷起动电堆的温升过程。依据动力蓄电池、燃料电池的电化学特性、热动力学特性,以及燃料电池辅助系统特性,建立了电电混合型燃料电池汽车动力系统零下冷起动过程的仿真模型;利用MATLAB/Simulink作为仿真工具,研究不同加热功率对电堆温升过程中能量消耗与动力电池状态变化的影响,为动力系统配置和能耗优化控制提供了依据。
【图文】：

贫狯ο低?为研究对象，以燃料电池电堆、辅助系统及动力蓄电池电化学特性和热动力学特性为基本依据，建立燃料电池汽车动力系统零下冷起动的热电耦合模型，为动力系统配置优化、能耗优化和过程控制提供依据。停机之前的吹扫也是冷起动必不可少的步骤[7]，吹扫使得内部膜电极处于较为干燥的状态，有助于减少加热能耗、缩短暖机时间，本文的研究默认电堆是经过吹扫处理的。1能量混合型燃料电池汽车动力系统电电混合型燃料电池汽车的动力源为燃料电池系统，，动力蓄电池在峰值功率需求时输出电能。其动力系统结构如图1所示。燃料电池电堆端电压通过DC/DC直流变换器，与蓄电池和电机控制器母线连接。图1燃料电池混合动力系统结构及冷起动配置Fig.1Fuelcellhybridpowertrainandcold-startconfiguration在图1中，冷起动过程蓄电池驱动加热器作为外部热源给电堆加热，动力电池本体和燃料电池电堆的参数根据其基本配置，如表1所述。表1锂离子电池和燃料电池电堆基本配置Tab.1Parametersoflithiumbatteryandfuelcellstack燃料电池参数值动力电池参数值电极/极板材料Pt/C,石墨材料(正/负极)C/LiFeO4额定功率/kw55单电池容量/Ah8单体串联数400单体串联数96电堆重量/kg173电池重量/kg65尺寸/(mm)1000,1200,20尺寸/(mm)837,375,235额定电压/V263 380额定电压/V3752零下冷起动过程的仿真模型针对燃料电池电堆、辅助系统及蓄电池，需要建立：1)燃料电池不同温度的电化学动力学模型；2)燃料电池电堆热动力学模型；3)辅助系统功耗模型；4)蓄电池化学动力学模型；5)蓄电池热动力学模型。2.1燃料电池电化学动力学模型在采用外部加热的起动控制策略上，设置临界温度(可确保成功起动的最低温度)：1)在临界温度以下，不给电

顾趸

本文编号：2531411