采用氫燃料電池增程器的電動汽車

采用氫燃料電池增程器的電動汽車

電動汽車是解決當前能源危機和環境污染的一項有效措施，但純電動汽車存在續駛里程短、充電時間長等問題。增程式電動汽車通過增程器的使用，使電動汽車的續駛里程得到擴展，因而對增程式電動汽車的研究更具有現實意義。常用的增程器包括超級電容、氫燃料電池等，由于氫燃料電池增程器能夠使電動汽車實現更長的續駛里程，且具有較高的能源效率，因而將獲得更為廣泛的應用。

圖1 采用氫燃料電池增程器的試驗電動汽車

加拿大麥格納斯泰爾（Magna Steyr）汽車公司主導了一項關于氫燃料電池增程器開發的項目。該項目基于德國奔馳（Benz）汽車公司生產的唯雅諾（Viano），對其進行電動汽車改造，并采用氫燃料電池增程器擴展其續駛里程，如圖1所示。通過對電動汽車的改造以及氫燃料電池增程器的使用，不僅可實現零排放和增加續駛里程，而且降低了添加燃料所需的時間，同時可實現四輪驅動行駛。進行氫燃料電池增程器的設計時，首先需要進行氫燃料電池反應堆的選擇，采用質子交換膜（PEM）HyRange氫燃料電池，并進行模塊化設計，以滿足使用需求；其次進行儲氫裝置的選擇，為盡可能攜帶更多的氫燃料，采用承受壓強超過70MPa的儲氫罐，其質量為70kg，能夠存儲2.88kg的氫燃料，同時所選擇儲氫罐氫燃料的最大傳輸速率能夠達到1.5kg/h，以保證汽車的動力性需求；最后進行相關傳動系統的配置以及熱管理、能源管理策略的制定。添加氫燃料增程器之后的試驗電動汽車應能夠具備以下模式：DEFAULT模式（標準行駛模式）、ECO模式（限制汽車性能和舒適性，最大化續駛里程的行駛模式）、AWD模式（全時四驅行駛模式）、EV模式（純電動行駛模式）和H2模式（只消耗氫燃料的行駛模式），且能夠達到130km/h的最高行駛車速、27kW持續功率輸出下的100km/h車速。在新歐洲標準駕駛循環（NEDC）下，采用氫燃料電池增程器的電動汽車可實現70km的純電動行駛里程和350km的綜合行駛里程。

Patrick Salman etal.SAE 2017-01-1185.

編譯：王祥