插電式燃料電池混合動力客車設計

冉 昊 陳嘉輝 唐 科 楊金龍

（重慶交通大學 機電與車輛工程學院，重慶400074）

面臨世界能源危機與大氣環境污染問題，電動汽車是汽車未來發展的重要方向。為達到無污染、零排放的目標，燃料電池混合動力汽車已成為城市公交車的一個重要發展方向。由城市公交車運行工況的特點可知，車輛需要頻繁地進行起停、加減速，導致車輛的功率動態變化較快。受限于燃料電池的動態響應性和耐久性，以燃料電池為唯一能源的電動汽車的性能會受到明顯影響[4]。

基于上述原因，本文提出了一種采用燃料電池與蓄電池和超級電容混合驅動（FC+B+C）的插電式電動汽車結構，并以某型城市公交車的性能要求進行構型與參數設計，并建立模型進行仿真，驗證了設計方案的可行性。

1 動力系統基本結構

插電式燃料電池混合動力客車設計方案的動力系統基本結構，如圖1 所示。燃料電池具有高效率、高能量密度的特點，主要提供客車巡航時所需的平均功率。蓄電池具有高比功率、高負載的優點，與超級電容作為峰值電源滿足峰值功率需求，并且蓄電池能驅動客車一定續駛里程，儲存回收制動能量所產生的電能。超級電容具有快速大電流充放電的特性，為客車起步時提供大電流，完善了蓄電池的不足并延長其壽命[1]。

圖1 動力系統基本結構

整車動力系統結構屬于串聯式混合動力結構，整車能源由燃料電池和輔助電源共同或單獨提供，故需要電耦合裝置進行調節，保證車輛在行駛工況下的功率需求。……