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燃料电池DC/DC技术难点

时间:2019-07-26    点击: 次    来源:网络    关键字:燃料电池DC/DC - 小 + 大

与传统汽车一样,燃料电池汽车也必须具有很强的机动性,以便对不同的路况及时做出相应的反应。为满足机动性的要求,燃料电池汽车驱动所需功率会有较大的波动,这与燃料电池的输出特性偏软是相矛盾的。

若以燃料电池作为电源直接驱动,会表现为输出特性偏软、输出电压较低,在燃料电池与汽车驱动之间加入DC/DC,两者共同组成电源对外供电,从而转换成稳定、可控的直流电源,所以一个高性能的DC/DC对燃料电池汽车显得尤为重要。

如果用更为专业的术语来描述DC/DC在燃料电池动力系统中的功用,就是将燃料电池产生的能量传递给MCU(电机控制器)等,同时通过支撑电池将燃料电池的输出同电机控制器的输入解耦,改变FC输出特性,满足动力系统恒压源、动态响应等方面的要求,并有机分配燃料电池与锂电池之间的能量,达至最佳能效,同时对燃料电池电堆的状态进行监测及保护。



燃料电池DC/DC研发难点主要体现在三个方面:

一是主电路拓扑的选择,针对不同的电堆就会有不同的选择,这方面存在一定的技术难度;

二是控制,针对不同的拓扑,对应的控制也不一样;

三是结构设计和热设计方面,在满足客户水阻和压损的条件下,需要最大限度地提高DC/DC散热功率,这要求在有限的体积下,提高功率密度。


从燃料电池DC-DC功率电路来看,分为隔离型与非隔离型两种。其中隔离型可以做到电气绝缘、安全性高,但体积大、成本高;非隔离型在转换效率、动态响应特性及大功率拓展较隔离型优,但抗干扰能力弱,整车绝缘水平差。

一名燃料电池企业高层透露:“公司一开始采用非隔离型,但在应用过程中,会出现燃料电池系统乃至整车绝缘问题,而且这个绝缘问题并不好检测,也不好解决。从稳定性和可靠性来考虑,我们目前用隔离型的多。不过,只要能解决绝缘性问题,我们肯定倾向采用拓扑结构简单、额定效率高、体积小、成本低的非隔离型DC/DC。”

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