燃料电池汽车电电动力系统相关专利介绍 - 文章

燃料电池汽车电电动力系统相关专利介绍

作者：陆斌编译

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由于蓄电池体积大、能量密度低、充电时间长等缺点制约了电动汽车的发展。近年来快速发展的质子交换膜燃料电池由于其能量转化效率高、能量密度大、无须充电、零排放等优点广泛被采用在电动汽车上。目前进行燃料电池汽车研发投入的主要汽车厂商，国际上有通用、本田、福特、戴-克、雷诺-日产、菲亚特、马自达、日产、丰田、大众、三菱、现代等，国内有上汽等，另外清华大学和北京绿源公司已合作推出燃料电池功率为18kW，采用压缩氢气作为燃料的PEMFC燃料电池汽车样车。

据钟再敏等人在《燃料电池汽车动力总成控制策略》一文中介绍，现阶段，车载燃料电池发动机的冷车启动、动态响应慢和回馈制动能的储存三方面问题的存在，决定了燃料电池汽车动力总成配置中必须有一个车载辅助储能部件。现有燃料电池概念车中通常采用超级电容或动力蓄电池组完成上述辅助储能功能。根据不同技术特征，储能元件有高能量型和高功率型之分。一般来说，动力蓄电池有高功率型和高能量型的区别，而超级电容基本均作为高功率型储能部件使用。

本文针对以上所述的燃料电池与辅助储能部件组成的燃料电池汽车动力系统，主要搜集了近几年国内外相关专利信息并进行汇总(检索策略：fuel and cell and vehicle* and (power or powertrain) and system and (capacitor or battery) in the title or abstract)，现将各研究机构对燃料电池汽车电电动力系统的专利情况概述如下。

1、燃料电池汽车动力控制系统

公开号CN1475383；申请日2002.08.14；公开日2004.02.18；申请人上海燃料电池汽车动力系统有限公司;万钢

专利描述：一种燃料电池汽车动力控制系统，它包括有能源子系统和电机驱动子系统，上述两子系统间通过直流母线进行电能传输，所述能源子系统中设有能源管理器、燃料电池发动机和动力蓄电池组，所述能源管理器分别与燃料电池发动机、动力蓄电池组中的CAN通讯控制器相连接；所述电机驱动子系统由车辆管理器和一带有电机控制器的驱动电机组成，车辆管理器与所述电机控制器相连接。该发明燃料电池汽车动力控制系统，采用模块化设计，能够合理配置使用其各零部件，充分地发挥其零部件的性能，为一通用优化的动力控制系统结构。

2、电－电混合燃料电池汽车的动力系统

公开号CN1475378；申请日2002.08.14；公开日2004.02.18；申请人上海燃料电池汽车动力系统有限公司;万钢

专利描述：一种电-电混合燃料电池汽车动力系统包括：驱动电机、电机驱动控制器、燃料电池、单向高压DC/DC变换器，车辆控制器，该系统还包括：高能动力蓄电池组、蓄电池组管理单元、超级电容、双向高压DC/DC变换器，所述的车辆控制器可实现功率平衡控制。该发明与现有技术相比有下述优点：该发明的动力系统可实现燃料电池、动力蓄电池和超级电容之间功率的合理分配，从而保证燃料电池汽车的动力性、经济型、安全性以及各部件的正常寿命。

3、一种燃料电池汽车混合动力系统

公开号CN1663838；申请日2004.12.24；公开日2005.09.07；申请人清华大学

专利描述：一种燃料电池汽车混合动力系统，系统由燃料电池子系统，蓄电池子系统，以及功率二极管，双向DC/DC变换器、24VDC/DC变换器和电机控制器组成。燃料电池电堆通过功率二极管连接一双向DC/DC变换器连接到电机控制器上，电机控制器之前并接蓄电池组，双向DC/DC变换器的输入端口分别并接燃料电池辅助设备和24VDC/DC变换器。在整个动力系统起动之初，燃料电池系统不会立即启动，蓄电池为系统提供动力，燃料电池系统被启动并正常工作后燃料电池系统将为整个动力系统提供动力。该发明缩减了DC/DC变换器功率容量和设计尺寸，增加了混合动力系统工作可靠性，提高了系统运行效率。

4、Hybrid fuel cell system with battery capacitor energy storage system

带有蓄电池、电容能量储存设备的混合燃料电池系统

公开号US2006127704；申请日2004.12.10；公开日2006.06.15；申请人RAISER STEPHEN (DE)

专利描述：燃料电池系统包括电力总线，同电力总线相连的燃料电池堆和蓄电池，以及同蓄电池串联同总线连接的电容。当电力总线电压摆幅超过系统工作要求，超级电容充电，并释放出一个相对较大的电压摆幅，大约为蓄电池剩余容量的85％。超级电容相当于电力总线的变压摆幅，该值由燃料电池电压同蓄电池的差值决定。因此蓄电池在充电和放电时提供大多数能量和动力的同时，蓄电池有一个相对较小剩余容量摆幅，使之能延长蓄电池的寿命。该燃料电池系统减少了一个直流/交流变换器。

5、Hybrid power system

混合动力系统

公开号US2006071630；申请日2004.09.27；公开日2006.04.06；申请人LOCKHEED CORP (US)

专利描述：一种汽车混合动力系统包括燃料电池和蓄电池。在需要低能源时燃料电池为电动机提供电力驱动汽车，在需要高能源时蓄电池和燃料电池为电动机产生电力驱动汽车。其新颖性在于有一供水系统贮存着燃料电池产生的水，电池可由外部电源充电。电解剂可将水分解为氢和氧。

6、POWER CONVERSION DEVICE AND VEHICLE PROVIDED WITH IT
能量转换器和带有该装置的汽车

公开号JP2006060912；申请日2004.08.19；公开日2006.03.02；申请人TOYOTA MOTOR CORP; MITSUBISHI ELECTRIC CORP

专利描述：燃料电池通过矩阵转换器同蓄电池平行连接。燃料电池的阴极端和蓄电池的阳极端通过共同电力供应线连接着矩阵转换器。第一开关组连接着同燃料电池阳极端相接的电力供应线，该开关组由单向开关组成。

7、FUEL CELL POWER SUPPLY DEVICE AND CONTROL METHOD FOR FUEL CELL POWER SUPPLY DEVICE

燃料电池动力系统及其控制方法

公开号JP2006059685；申请日2004.08.20；公开日2006.03.02；申请人NISSAN MOTOR

专利描述：一种燃料电池动力系统，包括平行连接驱动电机的燃料电池，双电荷层电容，通过DC/AC转换器连接驱动电机的蓄电池。它的控制器能计算供应给驱动电机的动力。该控制器能管理基于所需动力的燃料电池的生产电力量，电容的充电量，和蓄电池的输出电量。在燃料电池输出电力处于不稳定状态时，可抑制无益电力消耗的过量和不足。

表：目前推出的电电混合燃料电池汽车列表

参考文献
钟再敏魏学哲孙泽昌，“燃料电池汽车动力总成控制策略” 同济大学学报：自然科学版 2004年6期 758-761
冉振亚等 “燃料电池蓄电池双能源电动汽车动力系统仿真”重庆大学学报：自然科学版2004年10期 29-32
宋文生李磊等“燃料电池汽车研发现状及发展前景” 天津汽车2003年1期 5-7,40 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (8/29/2006)


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