氢燃料电池电电混合城市客车示范运营整车能量控制策略

杨 琨， 董德宝， 彭 程， 严国刚， 鞠杜虎， 熊金峰

(金龙联合汽车工业(苏州)有限公司， 江苏 苏州 215026)

本文研究的氢燃料客车为试运营车辆，采用日本丰田氢燃料电池系统，由金龙联合汽车工业(苏州)有限公司对整车动力系统及能量控制策略进行适配性设计。通过分析示范运营6月余的整车及动力系统数据，从燃料电池系统输出功率分布、启停次数和变载频率/速率等角度对整车能量控制策略进行评估和验证，并提出下一步优化方向。

1 整车参数、动力系统参数及控制策略

由于氢燃料电池(FC)电能来自于氧还原催化反应，输出偏软[1]，因此常采用动力电池(B)或超级电容(SC)作为辅助电源，对氢燃料电池输出功率“削峰填谷”[2]。常见的动力系统组合形式包括：FC+B、FC+SC、FC+B+SC，其中以FC+B最为常见，称之为电电混合动力系统[3]。

1.1 整车参数及动力系统配置

根据客户需求，整车尺寸为10.5 m×2.5 m×3.5 m，最大允许总质量17 000 kg，最高设计时速69 km/h。配合整车运行工况，驱动电机额定功率、转速和转矩分别为110 kW、900 r/min和1 100 N·m，对应峰值参数分别为220 kW、2 700 r/min和2 400 N·m。

根据国家燃料电池补贴标准及要求，分别从电机比功率、纯氢续驶里程、电堆效率及能量密度等方面考量，对电电混合动力系统进行设计。最终锁定动力系统配置：燃料电池系统额定功率60 kW、峰值功率92 kW，动力电池电压525 V、容量50 kW·h。

燃料电池系统主要由电堆系统、空气供给系统(包括空滤系统、进气消音、中冷等)、燃料供给系统(包括氢循环系统)、冷却系统、尾排系统、安全监测系统，以及配套的控制和通讯系统组成[4]。……