燃料电池汽车氢气消耗量测量方法研究进展

经济性在汽车测评中是一个十分重要的评价指标。对于燃料电池汽车来说,氢气消耗量与其经济性紧密相关。本文对国内外燃料电池汽车氢气消耗量的测量方法进行了综述,研究表明:国内外现行标准均采用了外部供氢测量方法,包括:温度压力法、质量法和流量法,其具有测量精度高,操作性强等优点。而内部供氢测量法包括氧平衡法、改进的氢氧平衡法尚需进一步试验验证其测量精度,后续可对其多多关注。     

碳平衡法燃油消耗量测试仪的开发

介绍了我国燃油消耗量测量方法标准以及常见的汽车燃油消耗量测量方法,阐述了碳平衡法的基本原理,在CVS(定容取样法)基础上提出开式排气稀释取样系统;针对当前车辆燃油消耗量测量操作不便的问题,根据碳平衡法燃油消耗量测量原理,建立了采用流量计的碳平衡法汽车燃油消耗量测量模型及测量系统;分析研究了燃油密度、氢碳比、排气成分以及整个系统的同步和负荷测试对测量结果的影响,在实车上进行试验验证,与油耗仪实测结果进行了对比。结果表明,该方法具有较高的精度及稳定性,为车辆燃油消耗量的不解体测量提供了理论依据及应用可能性。     

燃料电池电动汽车的燃料

燃料电池的高效率、超低排放甚至无污染等优势显而易见，是理想的汽车动力源。燃料的选择，对降低燃料电池电动汽车的成本、重量，改善整车性能及商品化有着重要的影响。文章针对燃料电池电动汽车的燃料，对氢、甲醇、汽油等燃料进行比较。以氢为燃料整车的结构简单，效率最高，但是燃料供给设施匮乏；以汽油为燃料，可以最大限度的利用现有基础设施；以甲醇为燃料克服氢气、汽油燃料的缺点，而且效率介于氢气和甲醇之间。     

考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略

为了提高插电式燃料电池混合动力汽车的经济性和燃料电池耐久性，在构建燃料电池衰退模型的基础上，制定等效氢气消耗最小（ECMS）的反馈优化控制策略。ECMS反馈优化控制策略中目标价值函数的等效氢气消耗除包括燃料电池氢气消耗和动力电池等效氢气消耗外，还将燃料电池开路电压衰退转化成等效的氢气消耗加入到目标价值函数之中，以电机需求功率P_m、动力电池SOC值为状态变量，动力电池目标功率为控制变量，取使目标价值函数最小的动力电池目标功率作为参考动力电池目标功率输出，并根据反馈的燃料电池电压衰退速率对燃料电池系统输出功率限制变化值ΔP_f进行动态调整，最终得到燃料电池目标功率。通过MATLAB/Simulink建立插电式燃料电池汽车前向仿真模型，采用城市道路循环（UDDS）工况进行验证。研究结果表明：相比基于规则的能量管理策略，电量保持（CS）阶段采用ECMS反馈优化控制策略，氢气消耗量降低2.6%，同时燃料电池的开路电压衰退降低4.1%，基于ECMS的反馈优化控制策略相比基于规则的能量管理策略在高效区间的工作点占比更高；与ΔP_f分别为1，2，3 kW时相比，采用燃料电池系统电压衰退速率反馈调节ΔP_f策略的氢气消耗量为0.105 3 kg，相比ΔP_f为1，2 kW的氢气消耗量（0.121 3，0.110 2 kg）有明显优化，接近ΔP_f为3 kW的氢气消耗量（0.102 9 kg），同时燃料电池电压衰退速率有明显的减小，整车经济性与燃料电池耐久性都得到了改善。     

燃料电池公共汽车整车道路性能

针对燃料电池公共汽车在示范运行过程中的整车道路性能开展研究。根据示范运行数据,对整车氢气消耗量、安全性以及动力系统耐久性等进行了分析。结果表明,燃料电池公共汽车的整车道路性能满足示范运行要求,但燃料电池系统等国产关键零部件的可靠性和耐久性仍需不断改进。     

采用直接氢气系统供电的燃料电池汽车

燃料电池是一种高风险、高回报的技术。燃料电池汽车能够提供一种可靠的汽车动力源，具有电动汽车的安静、高效和零排放等特点，同时又不受蓄电池特有的行程限制。 燃料电池是一种能量转换装置，通过氢气和氧气以电化学方式由化学能转化为电能，唯一的产物是水。其产生的电能可用来驱动汽车上的电动牵引电机，与电池供电的电动汽车功能相似。 目前，大批量生产燃料电池汽车所面临的最大困难是如何将氢气注入燃料电池组中。有 2种方法供选择：一是直接将氢气储存在车上；二是用液体燃料汽油或甲醇在车上生成氢气。直接氢气法对环境的益处最大…     

燃料电池重卡工况运行燃料经济性仿真计算分析及评估

氢燃料电池汽车具有零排放、无污染、高效节能、噪声低等优点。氢气消耗量是燃料电池汽车重要的经济性评估指标。本文采用由雄川氢能科技（广州）有限公司、南京金龙客车制造有限公司、新源动力股份有限公司共同开发完成的31吨燃料电池重卡实车数据,基于国家重型车C-WTVC测试标准工况,结合仿真软件建立了燃料电池重卡整车动态仿真模型,计算了整车在循环工况下的氢气消耗量,并且和同类型的柴油重卡的柴油经济性进行了基于仿真计算的对标,结果表明：按照目前到站的氢气价格来看,传统柴油重卡占据优势,根据本文的仿真计算结果评估当氢气价格下降到29元/公斤时该款燃料电池重卡的运行成本和同类型的柴油重卡持平。本文提出的工况仿真计算可以作为简单快速评价燃料电池汽车经济性的一种方法。     

基于汽油含碳量的碳平衡法模型

汽车燃油消耗量的测量具有重要意义,但现有的测量方法难以实现不解体快速测量。依据碳平衡法原理,建立测量汽车燃油消耗量的碳平衡法模型,并设计测试系统。为减小由于碳平衡法基本假设所带来的偏差,对碳平衡法模型进行修正。由此,可通过测量尾气中CO、CO2、HC的含量,得到汽车燃油消耗量。试验结果表明,该方法有较好的精度及稳定性,可用于汽车燃油消耗量的检测。     

运行工况对PEMFC性能与水含量的影响分析

本文中利用燃料电池单体可视化测试平台和水平衡模型研究质子交换膜燃料电池的性能与水含量的关系和影响因素。首先，给出燃料电池水平衡模型；接着，搭建燃料电池单体可视化测试平台；最后，对进气温度与湿度和氢气与空气的化学计量比对燃料电池的电化学交流阻抗谱、电压和水含量的影响进行测试，并分析其影响因素。     

燃料电池系统氢循环部件性能测试

搭建了燃料电池系统测试台架，设计了引射器和氢气循环泵两个部件基于燃料电池系统的测试方案，并对引射器和氢气循环泵进行了性能测试和对比分析。测试数据表明，引射器方案的燃料电池系统系统输出功率比氢气循环泵方案大0.1kW～0.3kW，系统效率比氢气循环泵方案低0.2%～0.7%，从燃料电池系统系统层面分析氢循环部件性能可以获得更为全面的评价分析结果。     

燃料电池发动机稳态特性分析工具--FCESPAT

介绍了一种燃料电池发动机稳态特性分析工具——FCESPAT,该软件可以根据试验数据建立极化曲线、辅助功率、氢气消耗量等模型,并对燃料电池发动机稳态特性进行分析。该软件大大简化了试验数据的处理工作,具有很强的实用性。     

质子交换膜燃料电池在电动车辆上的应用

文章分别介绍并讨论了国内外质子交换膜燃料电池(PEMFC)在电动汽车上的应用现状,描述和总结了各类电池汽车的前景和各自的竞争力,分析了当前燃料电池汽车商业化需要解决的问题,如氢气的供应、成本以及存在的技术问题。     

燃料电池系统阴极气体压力及流量闭环控制

为简化质子交换膜燃料电池系统中空气压力和空气流量解耦控制算法，在充分分析现有燃料电池系统中普遍使用的离心式空压机特性的基础上，提出一套基于PID和模糊控制的无解耦空气压力、空气流量闭环算法。将该控制算法在空气供应子系统台架和质子交换膜燃料电池系统上进行了测试，结果表明：空气压力和空气流量在燃料电池系统稳态运行时误差分别在1 kPa及1 g/s以内，该算法控制效果良好，精度满足实际需求，且可以很好地规避空压机喘振问题。     

汽车燃油消耗量快速测量系统研究

介绍了开式排气稀释取样系统,建立了碳平衡法汽油车油耗测量模型及测量系统,设计了用于稀释排气流量测量的锥形流量计和用于稀释排气成分浓度测量的气体分析装置.可采用变频器调节电动机的转速来实现排气流量稀释系数的自动调节,并开发了自动测试软件.与油耗仪实测结果对比表明,该系统测量精度高、稳定性好,可实现在线车辆燃油消耗量的快速不解体测量.     

质子交换膜燃料电池在电动车辆上的应用

本文分别介绍并讨论了国内外质子交换膜燃料电池(PEMFC)在电动汽车上的应用现状,描述和总结了各类电池汽车的前景和各自的竞争力量,分析了当前燃料电池汽车商业化需要解决的问题,如氢气的供应、成本以及存在的技术问题。     

基于MotoTron平台的燃料电池共轨喷射系统的研发

针对目前常用的燃料电池氢气供应方式存在氢气利用率低、耗能大和使用范围小等缺点,本文中提出了基于MotoTron平台的氢共轨喷射系统快速原型开发技术.通过对控制参数的整定,达到共轨喷射系统氢气输出稳态误差合理、出口流量动态可调的目的.结果表明,该方法能使氢气在燃料电池阳极分布更为均匀,提高了氢气利用率,延长了燃料电池寿命,为后续的整车开发奠定了基础.     

基于碳平衡法测量汽车燃料消耗量的方法研究

碳平衡法测量汽车燃料消耗量符合汽车不解体和自动化检测的发展要求。本文在给出了碳平衡法测量原理后重点介绍了甲醇汽车、NG汽车和LPG汽车采用碳平衡法计算燃料消耗量的计算方法，弥补了我国现有《轻型汽车燃料消耗量试验方法》(GB／T19233—2003)国家标准只规定了汽油和柴油两种燃料的消耗量试验及其计算方法的不足。试验结果表明，使用碳平衡法计算汽车燃料消耗量具有较好的结果一致性、稳定性和准确性。文中给出的计算方法可作为汽研部门有关整车性能测试的主要参考依据。     

燃料电池电动汽车的电控系统(Ⅰ)

较完整、系统地介绍最新燃料电池电动汽车FCEV(FuelcellElectricVehicle)的基本结构及特点,以及燃料电池电动汽车电控技术的发展和应用,可作为有关技术人员和燃料电池电动汽车爱好者参考。     

化油器量孔流量的测定

液体流量的测量一般用定容积法或定质量法。定容积法是使被测液体不断充满一定容积V的容器,由记录器记录充满容器所需的时间T,则被测液体的体积流量为Q=V/T。定质量法是使被测液体不断充入天平的称盘内,由记录器记录充入一定质量M所需的时     

试验工况切换对纯电动汽车续驶里程的影响及优化

过去国家标准使用的新标欧洲循环测试（NEDC）循环工况存在与实际行驶条件不符、测试周期长、计算方式单一等问题。《电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法 第1部分：轻型汽车》（GB/T 18386.1—2021）中的工况切换（NEDC至中国轻型车测试周期（CLTC））和测试方法的更新大大推进了我国纯电动汽车续驶里程的测试和评价方法。文章基于缩短法,结合新能源汽车补贴政策,以纯电动汽车为研究对象,重点研究NEDC和CLTC工况下纯电动汽车续驶里程的差异,并分析其影响因素,提出优化策略。结果表明：在对20款纯电动车型的测试中,中国轻型车乘用车试验周期（CLTC-P）循环下测得的续驶里程平均略高于NEDC续驶里程,工况变更导致续驶里程平均增加2.2%。影响续驶里程的因素主要有滚动阻力、空气阻力和电机消耗。