新能源储能电容应用之燃料电池汽车辅助储能系统

苏州容能新能源储能电容应用之燃料电池汽车辅助储能系统

一、储能在燃料电池系统应用技术必要性

燃料电池汽车以下几种应用应用工况，决定了高功率辅助储能系统的必要性：

1,汽车冷启动时，车内按打火时候，氢气电磁阀打开，空压机通电了，从0上升到额定转速可能要0.5s。再补充说一下燃电在通入氢气和氧气后也是不能立刻上升到额定功率的，而且还要等电堆温度上升到额定工作温度，一般是70℃这个。这一系列的动作都是存在一定的响应时间，

2,车辆急加速时，车辆在突然加速的过程时燃料电池动力系统瞬态响应滞后。滞后主要有两方面的原因，一是BoP机械迟滞，这个可以寄望日后技术发展会带来改进；二是燃电本身的响应迟滞，这是燃电反应原理所带来的固有属性，无法改变。

3,输出特性不匹配导致效率低，燃料电池的输出特性和电机输出特性不匹配时导致燃料电池车效率低;当电机低功率输出时，恰逢是燃电的高功率输出段；电机高功率输出段又遇燃电低功率输出段。如果电机由燃电单一供电，那么作为一辆普通乘用车上的30kW电机，大部分时候它都是运行在30kW以下区间，不巧的那是燃电的低效率区间。

4,寿命，如果燃料电池车由燃电作为单一电源驱动，那么燃电会长期运行在低功率区间，对应燃电高电位区间。然而燃料长时间处于高电位是会出大问题的，原因有二：

（1）在阴极，电压足够高去形成传导钝化膜，虽然能保护金属不受腐蚀，但会增加接触电阻；（2）催化剂中的碳载体在高电位下容易被氧化，氧化带来两个问题，铂失去载体和碳疏水性受影响而水淹。

上述两个问题均是燃电电堆失效的表现，所以长时间高电位运行对削减燃电寿命。

二、什么样的储能系统可以更好地满足燃料电池汽车的要求？由燃料电池的特性可以看出燃料电池汽车是必须要以混动的模式存在。辅助储能系统实现功能主要如下：

1、单独启动车辆及燃料电池，并维持直到车辆达到巡航速度；

2、在急加速和爬坡时候，能即时提供燃料电池不足部分的功率；

3、能吸收怠速时候燃料电池富余的能量及回收车辆制动能力。

那么成为燃料电池汽车的辅助储能系统则要有以下要求：能量密度大、比功率高、安全性高、寿命长、可靠性好。

上表可以看出，储能电容从能量密度、功率特性、温度特性以及寿命上都可以更好地满足燃料电池汽车（商用车辅助储能约20kWh或乘用车辅助储能约3kWh）对辅助储能系统的性能要求。

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