高效低排放，DMFC驱动轻型运载工具

如前所述，燃料电池驱动车得以发展的主要原因是其高效率和低排放。然而，它们存在一个比较大的缺陷，就是氢气不容易在运载工具上储存。因此生产商认为最优的选择是DMFC。在本节，将对影响燃料电池使用的基本因素进行讨论，将对燃料电池驱动的电路图进行简要描述，并对燃料电池驱动车的布局进行解释。

应用于传动系统的燃料电池

传统汽车的电气负载消耗一般为1kW。一个拥有12V蓄电池组的14VDC电力系统即可满足这些负载需求。随着传统商用汽车电气负载量的增加，功耗已达到10kW，42VDC电力系统可以处理这些高功耗负载。在混合电动汽车中，达到300V高压的电气系统可以传送数千瓦电力，以驱动牵引或者非牵引电气负载。燃料电池可以取代高压电池组。应用于传动系统的燃料电池车的电路图如图9-15所示。

燃料电池分别使用燃料和空气对阳极和阴极提供燃料。电力电子变换器产生一个低电压供给电机使用。电机输出功率用来牵引运载工具。

图9-15所示的框图包括蓄电池组，成为混合动力车，因此使得再生制动成为可能^［14］。在这里对蓄电池电动汽车（BEVs）和燃料电池车（FCVs）进行一些简要的讨论是非常有益的，它们通过蓄电池组降低了燃料电池系统的体积^［15］。表9-2根据电池能量容量和可达到驱动范围两方面对BEV、DHFC/EV和DMFC/EV进行了比较。表9-2的比较值在图9-16和图9-17形象地描绘出来。从表9-2可以看出，混合FCV/EV要求小容量电池且相对其他全电动车（BEVs）拥有更高的行驶里程。

图9-15 用于传动系统的燃料电池汽车的电力系统

表9-2 BEV、HFC/EV、DMFC/EV的特性比较

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图9-16 BEV、HFC/EV、DMFC/EV电池容量的比较

另外的研究结果预测在燃料电池车成本较高的情况下，混合DHFC/EV比全FCV的成本更低^［15］。然而，在燃料电池大规模生产时，全FCVs的成本与混合FCVs相当。

另外一种包含内置燃料处理器系统的FCV结构如图9-18所示。来自燃料处理器的反馈进入系统控制器，反过来控制用于系统的燃料电池。控制器将信号送入燃料电池组。这个功率控制单元（PCU）对汽车负载提供合适的功率。PCU的控制结构图一般包含PWM控制策略。

图9-17 BEV、HFC/EV、DMFC/EV驱动里程的比较

图9-18 内置燃料处理的燃料电池系统的框图

目前，神经网络控制正应用于燃料处理器控制中。它们基本上都是混合控制系统，包括人工神经网络模型与传统的比例—积分—微分（PID）控制并行控制器^［16］。这是一个包含对一氧化碳（CO）产生量控制的动态控制结构，可帮助降低DMFC运载工具电解液的毒化效应。