车用大功率燃料电池低温冷启动分析

赵金刚 张彦伟 王国增 朱锡庆 杭磊

(海马汽车有限公司)

质子交换膜燃料电池（PEMFC）相比传统内燃机，拥有其特有优势[1-3]，PEMFC的高效率、高比功率、零排放及响应快速等特性使其成为未来汽车领域最有潜力的动力源[4-5]。车用PEMFC在商业化进程中，冷启动困难或启动时间过长是主要制约因素之一[6-8]。目前，国内外车型对燃料电池发动机冷启动能力进行了大量实验，国外相关车型已量产且技术相对成熟[9-10]，国内大多从实际运行情况来看，在低温启动方面的技术称不上很好，如表1所示。从表1可以看出，国内部分车型没有明确启动时间，一方面相关标准的暂缺，另一方面可靠性方面有待市场验证。

表1 国内外对标车型冷启动情况

文章拟开发的大功率燃料电池乘用车项目，截止目前，国内还没有关于120 kW大功率燃料电池乘用车的相关文献，甚至鲜有报道。文章结合实际情况及拟开发项目目标需求，通过对国内某型号120 kW燃料电池进行低温冷启动初步匹配并摸底分析，初步得出在理想情况下整车在-30℃下低温启动时间，其分析结果为后期拟开发车型目标的设定提供了理论依据，同时也曝露出冷启动短板，若要与对标车型相当，必须选择更加先进的燃料电池电堆及控制策略。

1 拟开发车型参数设定

根据实际情况及预研项目需求，拟开发车型目标初步设定如表2所示。

表2 整车技术参数

文章拟选择的120 kW燃料电池电堆，具体技术参数如表3所示。

表3 某型号120 kW燃料电池技术参数