為什麼在燃料電池汽車中,燃料電池不直接驅動電機而是給乙個鋰電池供電再由鋰電池驅動電機?

時間 2021-05-30 00:06:19

1樓:Elijah Zhu

燃料電池系統DC的輸出端相當於和鋰電池併聯,因此並不能說所有情況下燃料電池都要給動力電池充電再驅動主驅電機。

首先分不同工況來對比,當穩態車速工況下,大部分的車輛都會設計成鋰電池SOC平衡狀態,即幾乎做到動力電池的充放電電流很小,該工況下相當於直接用燃料電池驅動車輛。一般B級乘用車120kph巡航也就是30kw+就能實現的。但當瞬態工況下,尤其是急加速,車輛的動力一般由動力電池和燃料電池同時供給,也並非先給動力電池充電後供給。

另外,如果對比不同的車型,以榮威950FCV和豐田MIRAI為例,可以區分兩種燃料電池系統功率等級情況。榮威950FCV以36kW的燃料電池系統和12kWh的動力電池,可以實現120kph以下的各種工況,但燃料電池載入速率較慢,在急加速過程中貢獻較小,主要用於巡航和能量平衡。而豐田MIRAI採用百千瓦級的FCS和不到2kwh的動力電池,利用其燃料電池系統快速載入的特性,能為急加速工況迅速提供動力,從而是小容量電池也能應付各種工況。

其實目前的燃料電池發展水平,雖然與動力電池的響應速率還差一大截,但其能量輸出的速率也已經比部分答主說的很軟的水平要高的多了。

2樓:琦小趙

現在研究的燃料電池汽車基本上都是混合能源,並不是燃料電池給鋰電池充電,而是燃料電池和鋰電池進行協同供電。使用燃料電池、鋰電和超級電容。燃料電池的汽車加速時需要大電流放電,燃料電池長時間大電流放電電池效能會衰減較快而且動態響應通常較慢,這一過程通常使用鋰電池和超級電容來完成,燃料電池負責平穩執行階段。

另一問題是高溫燃料電池啟動和停止時間較長,所以汽車需要鋰電池輔助完成啟動和停止過程。

3樓:一點能源

先給出乙個FCV動力系統結構圖。

燃料電池車動力系統結構框圖

這個圖是個輪轂電機驅動的動力系統,把電機控制器和輪轂電機看成一套,就比較好理解了,直流母線上並了3個主要裝置,電機控制器,動力電池,DC/DC,其中電機控制器是用電裝置,動力電池是儲能裝置,DC/DC是穩壓裝置。燃料電池其實是在DC/DC後面的。

為什麼要這樣的結構,首先看為什麼要乙個DC/DC,因為燃料電池目前還無法提供穩定的電壓,其電壓波動範圍比較寬,也就是產生的電無法直接使用,必須經過乙個DC/DC經行穩壓,才能使用。一般改DC/DC功率較大,純電動車上的DC/DC一般是用來提供12/24V低壓電的,功率一般在幾百瓦到3000瓦之內,而燃料電池的DC/DC用來做穩壓或者公升壓的,功率要與電堆匹配,比如乙個額定60kW的電堆,就要配乙個不小於60kW的DC/DC。

再看為什麼要配一塊動力電池?燃料電池的峰值輸出能力很差,可以近似的認為,燃料電池只有額定功率,沒有峰值功率,而電動汽車的驅動特性對峰值功率的要求還很高,比如啟動時,一般需要峰值轉矩啟動,這個時候,電機的功率是額定的2倍甚至更高。汽車爬坡,汽車跑在高轉速區間,都是需要高於額定功率的,這個時候,光靠燃料電池是無法滿足動力需求的,而鋰電池可以補充超出額定功率的部分。

當輸出功率低於額定功率時,燃料電池可以給鋰電池充電。這個鋰電池不同於一般的動力電池,他的特性更像PHEV,HEV的電池,需要有高倍率充放、長壽命的特點。長期工作在淺充淺方區間。

這個時候可能有人問,把燃料電池的額定功率做到電機的峰值功率不就可以去掉鋰電池了嗎?沒錯,可以(實際上目前的然燃料電池還有相應速度慢的問題),但是不經濟了。就像有人問,多加電池是否可以讓電動車需要超過1000公里,當然可以了,但是不經濟,做出來也沒人買單。

產品設計出來是給人用的,帶來價值的,那麼就要評估值不值。目前燃料電池車配鋰電池是最經濟的做法。

4樓:慈恩寺柚子

你問的這個問題其實是指燃料電池混合動力汽車能量管理問題,燃料電池和鋰電池或者還有超級電容如何分工工作、充分發揮特長為車輛提供能量。燃料電池給鋰電池充電,然後鋰電池給電機供電,這麼做是因為國內燃料電池技術差、整車控制策略水平差,其實可以做到更好,如豐田mirai是燃料電池直接給電機供電,賓士的分成三種駕駛模式,每個模式下又有幾種狀態選擇,其它比較先進的都是按照狀態陣列決定如何供電的。

5樓:我叫東哥

有答案已經寫了,現在的氫燃料汽車實際上屬於增程式電動汽車的一種。

一、所謂增程式電動汽車?就相當於給每輛電動車上安裝乙個小型發電機。這個發電機可以是汽油發電(汽油增程式)、氫發電等等。

二、為什麼採用增程式?主要是現在的電動汽車電池還處於發展階段,續航無法短時間滿足需求,增程式可以通過攜帶燃料的方式等效增加汽車攜帶的能量,增加續航。

三、能不能不要電池?發電機有以下問題導致無法單獨用於供給汽車動力:1、啟動慢 2、汽車行駛中功率需求變化很快,一會大功率加速,一會停車。

而通常對於單一用電器,發電機都無法快速調整發電的功率(越龐大的用電分布消耗越平穩,不會劇烈變化,反之用電器越少,消耗變化越不穩定,越難以控制發電功率,這就是為什麼國家鼓勵使用谷電)。比如一腳油門下去,發電機來不及發出電,就會導致加速很慢,乙個急停,發電功率還來不及降下來,多出來的電沒處去(有電池的話就充進電池了)。 3、如果沒有電池,發電機就需要大功率型號,成本就很高(尤其是氫反應堆),因為你要滿足汽車最大消耗時的功率。

而搭載了電池,發電機就可以適當選擇小型號,大功率消耗的時候可以暫靠電池放電助力,等車輛消耗小的時候再給電池充回來。

四、如果續航問題解決了,是不是就不用這麼麻煩了?

個人見解,按照趨勢,如果里程焦慮已經漸漸不是問題,就沒必要採用增程模式了。

如果真的想用氫能,還不如直接建造氫發電站,把發出來的電直接接到電網。這樣集中處理的效率和成本明顯比分散處理有優勢。還不用到處建造加氫站,節約土地,安全隱患也少很多。

技術發展的趨勢都是集中處理代替分散處理,從發電站到網際網路,都是如此。

6樓:

這就是燃料電池車討厭的地方。

雖然號稱用了新的能源:氫,但仍然需要一塊電池,並且還要攜帶氫氣罐,催化過程還需要重金屬 。

氫氣和燃油一樣需要運輸,氫氣的儲存裝置貴且危險(近期就有豐田的加氫站炸過),重金屬作為催化劑成本很高。

我不喜歡氫燃料電池。

我是挺討厭氫燃料電池路線的。

7樓:萬萬

燃料電池車嚴格一點說,準確名稱應該是:燃料電池發電增程式電動車。把燃料電池換成汽油機,就是最常見的(汽油機發電)增程式電動車,增程式電動車如果沒有電池,還能正常使用不?

8樓:藍兔子讀難NOTES

你把燃料電池想象成一條河,動力電池當成乙個水庫,下游用水的人想成電機。

一條河的流量基本是穩定的,可能大點小點,但是基本還算穩定,調節能力差。下游用水的人一會多一會少,每時每刻都在變(想象你開車剎車油門換擋一頓操作猛如虎)。直接用河水來不及反應,跟不上,也很難跟。

因此你需要乙個水庫把水存起來,再在水庫上安個閘口,每次檸閘口就行,河流小點沒事,細水長流都行,保證水庫充足

9樓:還是得穿馬甲

因為燃料電池是典型的「慢熱型」,響應太慢,陡然提公升功率輸出會導致電堆效能不穩定、壽命下降等問題,讓放電快的鋰電池驅動電機是乙個不錯的保護燃料電池堆的策略。

雖然目前各國都還沒極具說服力的加速測試方法或標準,但是啟停和大幅變換工況會導致壽命衰減已經是定論了。

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