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浅析燃料电池混动车发展优势及国内外现状

来源:宝鄂实业    2019-04-04 13:57    点击量:
燃料电池直接驱动构型中,为满足车辆良好的动力性,燃料电池动力系统(FCE)必须具有良好的动态特性和V-I特性,同时,为避免FCE瞬时大功率放电导致的母线电压过低而损坏燃料电池堆,FCE的额定功率取值也相对偏高。
 
燃料电池间接驱动构型中,由于DC/DC变换器的作用,实现了FCE与储能系统(ESS)的功率耦合和电压隔离,有利于对燃料电池动力系统优化调节,在目前燃料电池的技术水平下,是一种经济实用的混合动力系统构型。
 
燃料电池混合动力汽车的发展优势
 
1.能够提高燃料电池的使用寿命
 
燃料电池混合动力汽车是燃料电池与动力电池混合,动力电池提供车辆启动、加速、减速等非稳态下所需的大功率,平均功率由燃料电池提供,使燃料电池运行工况基本不变,负载变化较小,输出功率平稳,对燃料电池的瞬时冲击小,能够大大提高燃料电池的使用寿命。动力电池作为燃料电池混合动力汽车的辅助动力源,可以通过控制动力电池的充放电功率,提高动力电池的使用寿命。
 
2.规模越大,成本越低
 
依据当前燃料电池汽车路线图,到2020年有望发展到1千辆,燃料电池成本与规模有很大关系,即规模越大,成本越低。如燃料电池汽车与320~350kWh的纯电动汽车成本基本持平。随着燃料电池逐步产业化发展,规模不断扩大,成本有望逐步下降。
 
3.提高市场竞争力
 
工信部、财政部、科技部和发改委《新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求》中对燃料电池乘用车实行20万元/辆补贴,轻型货车、客车30万元/辆补贴,大型客车、中重型货车50万元/辆的补贴。纯电动大巴在2019年将会有退坡政策,这样燃料电池混合动力汽车将具有很强的市场竞争力。
 
4.加注时间短,续驶里程长
 
燃料电池混合动力汽车加氢时间短,一般为3~5min,续驶里程可达到500km以上,远远超过了传统纯电动汽车的续驶里程。
 
燃料电池混合动力汽车发展现状
 
1.国内发展现状
 
目前,国内主流整车厂开发的燃料电池客车、物流车、乘用车等均采用燃料电池混合动力系统,用氢燃料电池搭配一定功率的动力电池作为车辆动力源。氢燃料电池混合动力系统最先在客车进行示范推广和商业化应用。
 
宇通最新一代燃料电池城市客车采用电-电混合动力系统,配备了额定功率为30kW的燃料电池系统同时搭载40-60kWh的锂离子动力电池,车身顶部设置了8个140L的氢瓶,续驶里程超过300km,每一次加氢只需要10-15min。
 
福田欧辉8.5m氢燃料电池客车由1台顶置30kW燃料电池电堆、4个顶置氢瓶和40kWh锂离子电池所构成,续驶里程可以达到350km。2016年,福田汽车获得了世界最大氢燃料电池客车商业化订单,其采用的是亿华通氢燃料电池动力系统,预计2017年将全部交付运营。
 
佛山飞驰开发的燃料电池客车配置60kW燃料电池电堆,辅助配备36kWh锂离子动力电池,匀速行驶时续驶里程大于300km。
 
上海荣威 950氢燃料电池乘用车使用氢燃料混合动力系统,其中燃料电池由大连新源动力股份有限公司提供,锂离子动力电池由上海航天电源技术有限责任公司提供,续航里程大于400km,最高时速可达到160km/h。
 
2.国外发展现状
 
国外市场以燃料电池乘用车为主,日本丰田已于2014年12月推出了世界首款量产的氢燃料电池汽车 “Mirai”,其续驶里程近500km。
 
2015年10月在东京车展上,本田正式发布了旗下氢燃料电池车型FCV的量产车型——Clarity,可提供700km的最大续驶里程,并已于2016年上市。不同于我国燃料电池混合动力系统中动力电池的作用,Mirai和Clarity配备的镍氢电池/锂离子电池,主要起启动点火和回收制动能量的作用。
 
2016年6月,奔驰推出了一款全新氢燃料电池概念车——GLC fuel-cell,由奔驰与福特联合开发,新车将于2017年上市,前期将仅在日本和美国加州投放。奔驰GLC fuel-cell是第一款可外接充电的氢燃料电池车型,搭载了一套8kWh的电池组,两个储氢罐储存的能量可提供约451km的续驶里程,而搭载的电池组则可以提供约48km的续驶里程,新车的总续航里程可以达到500km。