各類燃料電池混合動力總成能源效率研究

比利時的學者研究了幾種燃料電池汽車的動力總成設計方案，比較了采用燃料電池/超級電容、燃料電池/常規(guī)電池、和燃料電池/超級電容/常規(guī)電池混合的三種燃料電池汽車的動力總成和控制策略。其結(jié)論為：燃料電池/超級電容型燃料電池汽車的能源效率略勝過其他兩種方案。該研究結(jié)果已在第27屆電動汽車研討會上得到發(fā)布。

燃料電池/超級電容型燃料電池汽車的節(jié)能優(yōu)勢主要來自于它可以在瞬態(tài)工況下頻繁地使用高效率的超級電容進行充放電（超級電容所允許的最大充放電流遠高于常規(guī)電池）。所以盡管它的車重往往更高，但是仍然更加節(jié)能。

研究人員還指出：從電池壽命、部件尺寸、瞬態(tài)工況的角度看，采用燃料電池/超級電容/常規(guī)電池混合型的燃料電池汽車或許也是個不錯的選擇。

將標準的一套燃料電池系統(tǒng)整合進一臺汽車的動力總成中，并不能總是滿足汽車的功率需求。盡管燃料電池具有較高的功率容量，但是那只是對于穩(wěn)定工況而言的。相反，其瞬間輸出更高功率的能力相對薄弱。因此，燃料電池系統(tǒng)的高價格和遲緩的動態(tài)性能成為了制約燃料電池汽車商業(yè)化的最大障礙。

為了克服該障礙，燃料電池系統(tǒng)必須進行“雜交”，使自身具備多種儲能系統(tǒng)（如常規(guī)電池或超級電容等），在節(jié)能的同時，更好滿足動力的需求。

該研究評估不同種類燃料電池系統(tǒng)的能源效率、成本和部件尺寸。研究人員使用Matlab/Simulink軟件，設計并仿真了多種燃料電池動力總成。能源效率評估采用了NEDC和FTP75兩種標準測試循環(huán)進行仿真。他們還根據(jù)燃料電池效率MAP圖，使用了兩種控制邏輯，來最大程度地降低仿真模型的氫消耗量。

控制邏輯（1）基于CSEM能源效率MAP圖，可以減小每種測試循環(huán)的氫的總消耗量?？刂七壿嫞?）基于CSPSO離子群優(yōu)化法，協(xié)調(diào)多種儲能系統(tǒng)工作，盡量降低能耗、維持電池電量。