燃料电池电动汽车(Ⅰ)

燃料电池电动汽车FCEV（Fuel Cell Electric Vehicle）是汽车工业可持续发展的主要方向之一。本文重点介绍现代燃料电池电动汽车的燃料、质子交换膜燃料电池,燃料电池发动机和燃料电池电动汽车的结构和原理等,阐述我国自行开发的燃料电池电动汽车和国外新一代燃料电池电动汽车。     

燃料电池发动机控制系统设计

控制系统的性能对于保证燃料电池发动机安全、可靠、高效地运行非常重要。通过对质子交换膜燃料电池发动机的工作过程分析及其故障处理对控制系统的要求,确定了其控制系统设计的目标。结合燃料电池发动机失效性分析以及具体的使用环境,提出了燃料电池发动机控制系统设计的要点及一般性方法。     

燃料电池发动机测试系统开发

主要设计了一套燃料电池发动机测试系统,同时对燃料电池发动机动态特性测试方法进行了研究.燃料电池发动机测试系统包括PLC控制系统、辅助电源系统、氢气供给系统、电子负载系统、被测试发动机系统五个部分.加载方式可采用恒流加载和恒功率加载等多种方式,可以实现燃料电池发动机的起动特性、稳态特性、动态响应特性和循环工况运行等多种性...     

车用质子交换膜燃料电池典型工况的试验研究

针对发动机的典型工况,对车用低压燃料电池堆性能的影响因素进行了试验研究。怠速工况主要研究不同进气湿度、不同空气过量系数及不同进气压力对电堆性能的影响;额定工况主要研究过饱和增湿下积水对电堆性能的影响。结果表明:适当的过饱和增湿以及增加电堆的进气压力能改善电堆的怠速性能;在高负荷高湿度的情况下,电堆内部存在积水现象,影响电堆单片电压的一致性。     

车用大功率燃料电池发动机进气系统控制

为满足100 kW大功率氢燃料电池发动机工作时气体供应需求，开发进气系统控制策略。首先对燃料电池电堆及进气系统进行建模，依托被控对象模型设计开发了“MAP前馈+PID反馈”的阴、阳极进气控制策略，采用单片电压状态与系统效率加权求和的方式标定阳极吹扫时间，并通过台架测试验证了该策略部署到实际控制器中的控制效果。结果显示，在稳态和瞬态工况中均实现了对压力和流量的快速响应，使得电流拉载速率提高到120和-170 A/s，阳极压力稳态和瞬态控制精度分别为98.93%和95.10%，全功率单片电压平均值为15 mV，一致性较好。基于测试数据标定搭建了阴极进气系统状态方程，开发了集成非线性扰动观测器和基于Lyapunov直接法的非线性控制器的进气方案，经MIL仿真测试显示了对空气进气控制目标的准确控制，为进一步提高控制系统响应精度提供了理论基础。     

车用质子交换膜燃料电池堆阴极进气系统模拟及优化

车用质子交换膜燃料电池堆进气系统的布置对其性能有着重要的影响。将实际燃料电池阴极进气系统进行简化,采用Fluent软件对不同的阴极进气形式进行模拟分析。结果表明,采用两头双进口进气的布置方案或者高压系统可以使得电堆内的不均匀性得到显著改善,但采用高压系统会导致电堆效率下降。     

燃料电池发动机系统空气加湿器实验研究

由于质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能受反应气体的湿度影响很大,进气湿度必须加以控制,其大致范围应高于80%,低于100%。电解质的质子传导能力与水含量成正比,但水分含量又不能过高,否则会引起电解质淹没。当PEMFC在不加湿的情况下,工作温度升高60℃时,反应气体会非常干燥,这对质子交换膜是灾难性的,所以对反应气体加湿必不可少。通过实验证明了某型加湿器能够满足车用燃料电池发动机的需要。     

燃料电池电动汽车(Ⅲ)

4 燃料电池发动机（Fuel Cell Engine） 内燃机是在气缸与活塞之间将燃料的化学能燃烧后的热能转变，使气体膨胀．，然后依靠活塞-曲柄连杆机构，使气体膨胀的直线运动转换为曲轴的旋转运动，来带动汽车行驶。为了保证内燃机的正常运转，内燃机装有进气系统、排气系统、燃料供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统和起动系统等辅助装置。[第一段]     

车用燃料电池发动机NVH试验方法分析

燃料电池发动机作为燃料电池汽车的动力核心,在运行过程中需要空压机高速旋转和氢气子循环系统工作保证燃料电池堆持续发电。文章基于简易噪声测试和半消声室噪声测试方法,介绍了两种测试燃料电池发动机工作时噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能的试验方法,为现阶段行业内针对燃料电池发动机的NVH试验方法提供借鉴。     

中国燃料电池发动机研发的领跑者上海神力科技有限公司总经理胡里清博士

上海神力科技有限公司成立于1998年,在我国＂十五＂863＂电动汽车＂重大专项、十一五863＂节能与新能源汽车＂重大项目中承担燃料电池发动机的开发。为中国燃料电池轿车和燃料电池城市客车的研发作出了巨大贡献,神力科技为863项目燃料电池轿车和城市客车研发的燃料电池发动机,通过了国家科技部组织的专家鉴定,达到设计任务书的要求。     

加压燃料电池发动机开发

以系统可靠性和耐久性为开发重点,通过引进空压机突破加压燃料电池发动机的技术障碍,提高系统工作压力到0.1 MPa左右.通过加压改善系统的增湿情况,提供系统工作温度,验证引进空压机的可靠性和在燃料电池系统中适应性,开发一套可用于轿车的燃料电池发动机.     

AMESim仿真软件在燃料电池系统开发中的应用

利用AMESim软件建立了质子交换膜燃料电池发动机一维仿真模型,包括电堆、空气系统、氢气系统和冷却系统。从空压机选型、电堆运行条件匹配、冷启动和整车经济性四个方面介绍了AMESim仿真软件的应用。仿真结果表明,电堆运行条件对系统零部件选型尤其是空压机影响较大,适当降低进气计量比和进气压力可降低部件功率消耗,提升系统整体效率,PTC水加热器可以大幅缩短燃料电池发动机冷启动时间,减小系统怠速功率可提升整车经济性。应用AMESim软件进行仿真分析对于燃料电池发动机设计开发具体一定的指导意义。     

车用质子交换膜燃料电池性能仿真与试验研究

总结了燃料电池极化曲线的半经验公式,利用某80kW质子交换膜燃料电池试验数据来拟合公式中的相关系数,同时利用Matlab/Simulink软件建立了质子交换膜燃料电池堆的仿真模型,为燃料电池发动机系统的仿真和分析提供了一个重要工具。通过此模型可以研究燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度、当量比等对电堆性能的影响,从而有助于研究整个燃料电池发动机系统的性能。     

燃料电池发动机台架试验系统设计

为了满足燃料电池发动机车载系统开发的要求,建立了燃料电池发动机台架试验系统。从试验系统的硬件和软件两方面,论述了系统的组成、原理、运行方式及目标的实现。阐述了系统试验流程和测试方法。     

燃料电池电动汽车技术

随着能源紧缺和环境污染问题的日益严重,社会对汽车的高效、清洁、经济和安全性提出了更高要求。文章介绍了燃料电池电动汽车的基本结构和工作原理,从燃料电池电动汽车的整车集成布置、燃料电池发动机系统、能量管理策略设计及优化等方面,分析了燃料电池电动汽车在发展与应用中需要解决的关键技术。指出燃料电池作为一种新能源,以其高效能和零污染等优点日益受到重视,燃料电池电动汽车及其技术也得到了越来越广泛地应用和发展：     

燃料电池发动机热管理试验台测试系统的开发

介绍了基于MODBUS的燃料电池发动机热管理试验台测试系统硬件结构和软件设计方案,通过系统测试证明该系统能够满足燃料电池发动机热管理试验台所需要的基本功能。     

加压燃料电池发动机开发

以系统可靠性和耐久性为开发重点,通过引进空压机突破加压燃料电池发动机的技术障碍,提高系统工作压力到0．1MPa左右。通过加压改善系统的增湿情况,提供系统工作温度,验证引进空压机的可靠性和在燃料电池系统中适应性,开发一套可用于轿车的燃料电池发动机。     

基于TCP/IP协议的燃料电池系统测控网络研究

基于车用燃料电池发动机集成开发平台和TCP/IP协议通讯协议,建立一套完整的分布式燃料电池实时测控网络系统.该测控系统针对燃料电池系统须具备氢安全特殊要求,采用了分布式的测控网络,满足了燃料电池系统测试氢安全的要求.同时具备实时数据采集和网页发布、监控的两大优点.该测试平台在保证测试数据实时准确的同时消除了燃料电池系统...     

车用质子交换膜燃料电池发动机的水管理和热管理方法

水和热管理是燃料电池发动机的关键技术之一。文章从一个新的角度对水管理和热管理加以区分，介绍了水管理和热管理包含的内容，以及现有的方法。分析了反应气体流量、压力及冷却液参数等对电池堆性能的影响，为燃料电池发动机系统的水管理和热管理研究提供了一个良好的基础。     

燃料电池混合动力汽车动力系统匹配与优化研究

首先,基于中国客车典型循环工况对燃料电池混合动力系统进行匹配计算,确定了电动机、燃料电池发动机和蓄电池的基本参数;然后基于中国客车典型循环工况,建立燃料电池混合动力系统的优化模型,采用序列二次规划算法进行优化,分析了各种参数对整车燃料经济性的影响,包括燃料电池发动机与动力蓄电池之间的功率分配比、SOC的初始值与目标值、变速器传动比及传动比间隔以及主减速比等,为燃料电池混合动力汽车的构型提供指导。