轻型燃料电池-锂电池电动汽车的特性研究

轻型燃料电池-锂电池电动汽车的特性研究

研究了以质子交换膜（PEM）燃料电池和锂离子电池为动力源的轻型电动汽车的特性。两套动力系统采用并联方式，燃料电池作为主要动力，锂电池用于增加峰值功率及进行再生制动。

该车车辆底盘、电机及变速器采用丰田AUTOBODY COMS系统，主要部件包括燃料电池堆、膜加湿器、锂离子电池组、微控制器、DC/DC转换器及储氢罐等。该轻型电动汽车结构如图1所示。

燃料电池组包含74个串联的燃料电池。膜加湿器流速500SLPM，适用于额定功率6kW的燃料电池。为减少复杂管路并节省空间，PEM与膜加湿器集成在一起。金属氢化物罐容积大，是一种优良的车载可逆储氢容器。该容器在低温（25～120℃）和低压（1～10个大气压）下释放氢气，与PEM适用条件一致。因此，可以利用PEM废热（80℃）加热储氢罐。目前采用的是含AB5 （LaNi5H6）合金粉末的铝合金罐。采用的锂电池组包括4个12V、40Ah串联锂电池，最大输出功率2.7kW，电池充电量控制在30%～80%。本车采用的是Intel 8051芯片，用于监测电压、温度及压力等信息，同时控制动力系统的协调工作。

为验证动力系统及车辆性能，进行了台架试验及实车试验。试验结果表明，该车在怠速、起动加速、急加速及制动等工况下均表现出稳定性能，最高车速达到58km/h；混合动力系统在增加输出功率的同时效率可提高至46%。

刊名：Journal of Power Sources（英）

刊期：2012年第207期

作者：Jenn Jiang Hwang et al

编译：李伟