基于单片阻抗一致性吹扫的燃料电池低温冷启动策略研究 |
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引用本文: | 孔维峰,方川,刘继红,李建秋,李飞强,黄圣涛,赵兴旺,石焱,袁殿,徐梁飞,孙鹏,周恩飞,欧阳明高.基于单片阻抗一致性吹扫的燃料电池低温冷启动策略研究[J].汽车工程,2024(2):260-268+336. |
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作者姓名: | 孔维峰 方川 刘继红 李建秋 李飞强 黄圣涛 赵兴旺 石焱 袁殿 徐梁飞 孙鹏 周恩飞 欧阳明高 |
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作者单位: | 1. 北京理工大学机械与车辆工程学院;2. 北京公共交通控股(集团)有限公司;3. 北京亿华通科技股份有限公司;4. 北京福田欧辉新能源汽车有限公司;5. 清华大学,汽车安全与节能国家重点实验室 |
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摘 要: | 车用石墨板燃料电池低温冷启动能力弱,是影响燃料电池技术在北方寒冷地区大规模推广的重要瓶颈。饥饿自升温是一种常见的低温冷启动策略,其基本原理是通过降低反应物供应速率来增加过电势,短时间在电池内部产生大量热量从而实现快速升温。该方法原理简单,但对电堆单体初始含水量一致性要求高、且易出现单片反极和尾排氢浓度超标的情况,影响系统安全性和电堆耐久性。针对上述问题,课题组研制了单体多通道交流阻抗在线测试装置,提出了面向单片阻抗一致性的电堆优化吹扫策略,建立了基于定电压变流量泵氢控制的低温冷启动方法,实现了低温启动瞬态过程的高产热、高安全、高动态的电压、电流、进堆/旁通空气流量的多目标多参数的耦合协调控制。台架实验结果表明,采用优化吹扫策略后,单片阻抗间最大差值由0.7降低至0.2 mΩ以下;燃料电池发动机系统可实现124 s内-40℃下快速启动,且重复性好。相关技术在北京冬奥会燃料电池示范中获得了应用,验证了其有效性。
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关 键 词: | 燃料电池汽车 低温环境适应性 停机吹扫 冷启动 泵氢控制 |
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