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燃料電池電動(dòng)汽車由燃料電池、蓄電池、高壓儲氣罐、燃料電池升壓器、電機(jī)、動(dòng)力控制裝置(包括DC/AC轉(zhuǎn)換器)等組成。
1)燃料電池
位于前排座椅下方的燃料電池是整車的電力來源,它不是利用燃燒來獲取能量,而是利用氫氣跟氧氣化學(xué)反應(yīng)過程中的電荷轉(zhuǎn)移來產(chǎn)生電能。
2.蓄電池
蓄電池主要是把燃料電池多余的電量多余的電量和車輛行駛過程中回收的電能儲存起來,以便車輛急加速時(shí)使用,以及供車載電器使用。
3)高壓儲氣罐
高壓儲氣罐主要是儲存氫氣,用高壓儲氣瓶儲存氫氣時(shí)要用低溫豹紋裝置來保持低溫,低溫保溫裝置是一套復(fù)雜的系統(tǒng)。
4)燃料電池升壓器
燃料電池系統(tǒng)中,發(fā)出的電能還需要經(jīng)過燃料電池升壓器的升壓才能供給電機(jī)使用。終的輸出電壓必須達(dá)到650v,從而滿足電機(jī)的輸出需求。
5)電機(jī)
電機(jī)為交流電機(jī),它的輸出功率為113kw,峰值轉(zhuǎn)矩335N.m。
6)動(dòng)力控制裝置
動(dòng)力控制裝置主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)(FCE-ECU)、蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)、動(dòng)力控制系統(tǒng)(PCU)及整車控制系統(tǒng)(VMS)組成。
1.發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)
燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)按整車控制器的功率設(shè)定值控制燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出,檢測發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行,同時(shí)進(jìn)行故障診斷及管理。系統(tǒng)具體組成包括供氫系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、水循環(huán)及冷卻系統(tǒng)。
2.蓄電池管理系統(tǒng)
蓄電池管理系統(tǒng)分上下兩級:下級LECU負(fù)則蓄電池組電壓、溫度等物理參數(shù)的測量,進(jìn)行過充過放保護(hù)及組內(nèi)組間均衡;上級CECU負(fù)責(zé)動(dòng)力蓄電池組的電流檢測及SOC估算,以及相關(guān)的故障診斷,同時(shí)運(yùn)行高壓漏電保護(hù)策略。
3.動(dòng)力控制系統(tǒng)
動(dòng)力控制系統(tǒng)包含DC/DC變換器、DC/AC變換器、DCL和空調(diào)控制器及空調(diào)壓縮機(jī)變頻器,以及電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)控制器。DC/DC變換器和DC/AC變換器的作用如前所述,DCL負(fù)責(zé)將高壓電源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)零部件所需的12V/24V低壓電源,電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)控制器負(fù)責(zé)電動(dòng)機(jī)及PCU的水冷卻系統(tǒng)控制。
4.整車控制系統(tǒng)
整車控制系統(tǒng)的核心是多能源控制系統(tǒng)(包括制動(dòng)能量回饋功能),它一方面接收來自駕駛員的需求信息(如點(diǎn)火開關(guān)、加速踏板、制動(dòng)踏板、檔位信息等)實(shí)現(xiàn)整車工況控制;另一方面基于反饋的實(shí)際工況(如車速、制動(dòng)、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等)以及動(dòng)力系統(tǒng)的狀況(燃料電池及動(dòng)力蓄電池的電壓、電流等)根據(jù)預(yù)先匹配好的多能源控制系統(tǒng)進(jìn)行能量分配調(diào)節(jié)控制。