蘇州容能新能源儲能電容應用之燃料電池汽車輔助儲能系統

一、儲能在燃料電池系統應用技術必要性

燃料電池汽車以下幾種應用應用工況，決定了高功率輔助儲能系統的必要性：

1,汽車冷啟動時，車內按打火時候，氫氣電磁閥打開，空壓機通電了，從0上升到額定轉速可能要0.5s。再補充說一下燃電在通入氫氣和氧氣后也是不能立刻上升到額定功率的，而且還要等電堆溫度上升到額定工作溫度，一般是70℃這個。這一系列的動作都是存在一定的響應時間，

2,車輛急加速時，車輛在突然加速的過程時燃料電池動力系統瞬態響應滯后。滯后主要有兩方面的原因，一是BoP機械遲滯，這個可以寄望日后技術發展會帶來改進；二是燃電本身的響應遲滯，這是燃電反應原理所帶來的固有屬性，無法改變。

3,輸出特性不匹配導致效率低，燃料電池的輸出特性和電機輸出特性不匹配時導致燃料電池車效率低;當電機低功率輸出時，恰逢是燃電的高功率輸出段；電機高功率輸出段又遇燃電低功率輸出段。如果電機由燃電單一供電，那么作為一輛普通乘用車上的30kW電機，大部分時候它都是運行在30kW以下區間，不巧的那是燃電的低效率區間。

4,壽命，如果燃料電池車由燃電作為單一電源驅動，那么燃電會長期運行在低功率區間，對應燃電高電位區間。然而燃料長時間處于高電位是會出大問題的，原因有二：

（1）在陰極，電壓足夠高去形成傳導鈍化膜，雖然能保護金屬不受腐蝕，但會增加接觸電阻；（2）催化劑中的碳載體在高電位下容易被氧化，氧化帶來兩個問題，鉑失去載體和碳疏水性受影響而水淹。

上述兩個問題均是燃電電堆失效的表現，所以長時間高電位運行對削減燃電壽命。

二、什么樣的儲能系統可以更好地滿足燃料電池汽車的要求？由燃料電池的特性可以看出燃料電池汽車是必須要以混動的模式存在。輔助儲能系統實現功能主要如下：

1、單獨啟動車輛及燃料電池，并維持直到車輛達到巡航速度；

2、在急加速和爬坡時候，能即時提供燃料電池不足部分的功率；

3、能吸收怠速時候燃料電池富余的能量及回收車輛制動能力。

那么成為燃料電池汽車的輔助儲能系統則要有以下要求：能量密度大、比功率高、安全性高、壽命長、可靠性好。

上表可以看出，儲能電容從能量密度、功率特性、溫度特性以及壽命上都可以更好地滿足燃料電池汽車（商用車輔助儲能約20kWh或乘用車輔助儲能約3kWh）對輔助儲能系統的性能要求。

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