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现代有轨电车混合动力技术全面解析

更新时间:2025-01-17 工作计划 版权反馈
【摘要】:单套燃料电池系统的主要技术参数如表6-5所示。表6-5 燃料电池系统的技术参数图6-4 燃料电池系统输出特性曲线燃料电池系统的输出特性与环境温度、电堆工作寿命等因素密切相关,图6-4显示了燃料电池系统在寿命开始时和寿命终结时的系统输出特性曲线,图中横坐标电流是燃料电池电堆输出电流,该电流数值可以通过燃料电池控制器发送给车辆控制器。图6-6 燃料电池系统效率

单套燃料电池系统的主要技术参数如表6-5所示。

表6-5 燃料电池系统的技术参数

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图6-4 燃料电池系统输出特性曲线

燃料电池系统的输出特性与环境温度、电堆工作寿命等因素密切相关,图6-4显示了燃料电池系统在寿命开始时和寿命终结时的系统输出特性曲线,图中横坐标电流是燃料电池电堆输出电流,该电流数值可以通过燃料电池控制器(FC-CU)发送给车辆控制器。寿命开始时,燃料电池电堆输出电压较高,系统净输出功率较高,可接近140kW;寿命终结时,由于电堆输出电压衰减,系统净输出功率降低到110kW左右。其中,净输出功率为电堆功率扣除空压机、水泵、散热风机等所有辅机功耗后的输出功率。

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图6-5 燃料电池系统净输出功率与内耗

图6-5显示了燃料电池系统净输出功率与主要内耗功率之间的关系。系统的主要内耗包括空压机功耗、水泵功耗、散热器功耗以及电控系统功耗等。空压机功耗在所有辅机功耗中所占比例最大,占12%左右;散热器功耗受环境温度影响较大,如果环境温度高,散热器功耗可以达到6%左右。电控系统功耗包括通风风机、氢气循环泵、电源、电磁阀、传感器、控制器、电路元件等所有功耗,这些功耗占据比例较小,但种类繁多,而且随不同工况条件波动较大,按固定功率2kW考虑。

图6-6中列出了燃料电池系统效率曲线。电堆效率是指燃料电池电堆利用氢气发电的能量转化热力学效率;电效率是指燃料电池系统输出净功率与电堆输出功率的比值;总效率是电堆效率与系统电效率的乘积,反应了燃料电池系统输出的总电能与输入的燃料化学能之间的能量转化效率。可以看到,在整个工作电流曲线上总效率都高于40%,在较低电流下效率更高,超过45%。

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图6-6 燃料电池系统效率

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