第6章燃料电池电动汽车.

电动汽车电驱动技术第6章燃料电池电动汽车6.1概述6.2燃料电池电动汽车的基本结构6.3燃料电池电动汽车车型实例6.4电池管理系统电动汽车电驱动技术6.1概述（1）纯燃料电池驱动（PFC）的FCEV；（2）燃料电池与辅助蓄电池联合驱动（FC+B）的FCEV；（3）燃料电池与超级电容联合驱动（FC+C）的FCEV；（4）燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动（FC+B+C）的FCEV。电动汽车电驱动技术1．纯燃料电池驱动的FCEV纯燃料电池电动汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。驱动电动机传动系燃料电池系统电动汽车电驱动技术优点：（1）结构简单，便于实现系统控制和整体布置；（2）系统部件少，有利于整车的轻量化；（3）较少的部件使得整体的能量传递效率高。缺点：（1）燃料电池功率大、成本高；（2）对燃料电池系统的动态性能和可靠性提出了很高的要求；（3）不能进行制动能量回收。1．纯燃料电池驱动的FCEV电动汽车电驱动技术2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动电动汽车电驱动技术2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动优点：（1）由于增加了比功率价格相对低廉得多的蓄电池组，系统对燃料电池的功率要求较纯燃料电池结构形式有很大的降低，从而大大地降低了整车成本；（2）燃料电池可以在比较好的设定的工作条件下工作，工作时燃料电池的效率较高；（3）系统对燃料电池的动态响应性能要求较低；（4）汽车的冷启动性能较好；（5）制动能量回馈的采用可以回收汽车制动时的部分动能，该措施可能会增加整车的能量效率。电动汽车电驱动技术2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动缺点：（1）蓄电池的使用使得整车的质量增加，动力性和经济性受到影响；（2）蓄电池充放电过程会有能量损耗；（3）系统变得复杂，系统控制和整体布置难度增加。电动汽车电驱动技术3.燃料电池与超级电容联合驱动这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。相对于蓄电池，超级电容充放电效率高，能量损失小，比蓄电池功率密度大，在回收制动能量方面比蓄电池有优势，循环寿命长，但是超级电容的能量密度较小。电动汽车电驱动技术4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的FCEV电动汽车电驱动技术这种结构的优点相比燃料电池+蓄电池的结构形式的优点更加明显，尤其是在部件效率，动态特性，制动能量回馈等方面。而其缺点也一样更加明显：（1）增加了超级电容，系统质量将可能增加；（2）系统更加复杂化，系统控制和整体布置的难度也随之增大。4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的FCEV电动汽车电驱动技术6.2燃料电池电动汽车的基本结构电动汽车电驱动技术6.2燃料电池电动汽车的基本结构电动汽车电驱动技术１驱动轮２驱动系统３驱动电动机４ＤＣ／ＡＣ逆变器５辅助电源装置６燃料电池发动机７空气压缩机8氢气储存罐９氢气供应系统辅助装置１０中央控制器11ＤＣ／ＤＣ变换器6.2燃料电池电动汽车的基本结构电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.3燃料电池电动汽车车型实例电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统1)．实时采集电池系统运行状态参数实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。2)．确定电池的SOC准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。功能电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统3)．故障诊断与报警当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非正常工作时，及时报警。4)．电池组的热平衡管理其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常工作温度范围内。5)．一致性补偿当电池之间有差异时，有一定措施进行补偿，保证电池组表现能力更强，并有一定的手段来显示性能不良的电池位置，以便修理替换。电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统硬件实现结构示意图电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统电压检测电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统电流检测电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统温度检测电动汽车电驱动技术6.4电池管理系统SOC估计kttekCtISOCSOC0d0安时法式中:Ce为额定容量；I为电池电流；为充放电效率。电动汽车电驱动技术作业1、画出不同形式燃料电池电动汽车驱动系统框图。2、燃料电池与辅助蓄电池联合驱动的FCEV优点。3、电池管理系统功能。4、下图是纯电动汽车行驶过程中电池输出电流曲线，试说明如何估算其SOC。