燃料电池电动汽车由燃料电池、蓄电池、高压储气罐、燃料电池升压器、电机、动力控制装置(包括DC/AC转换器)等组成。
1)燃料电池
位于前排座椅下方的燃料电池是整车的电力来源,它不是利用燃烧来获取能量,而是利用氢气跟氧气化学反应过程中的电荷转移来产生电能。
2.蓄电池
蓄电池主要是把燃料电池多余的电量多余的电量和车辆行驶过程中回收的电能储存起来,以便车辆急加速时使用,以及供车载电器使用。
3)高压储气罐
高压储气罐主要是储存氢气,用高压储气瓶储存氢气时要用低温豹纹装置来保持低温,低温保温装置是一套复杂的系统。
4)燃料电池升压器
燃料电池系统中,发出的电能还需要经过燃料电池升压器的升压才能供给电机使用。终的输出电压必须达到650v,从而满足电机的输出需求。
5)电机
电机为交流电机,它的输出功率为113kw,峰值转矩335N.m。
6)动力控制装置
动力控制装置主要由燃料电池发动机管理系统(FCE-ECU)、蓄电池管理系统(BMS)、动力控制系统(PCU)及整车控制系统(VMS)组成。
1.发动机管理系统
燃料电池发动机管理系统按整车控制器的功率设定值控制燃料电池发动机的功率输出,检测发动机的工作状态,保证发动机稳定可靠地运行,同时进行故障诊断及管理。系统具体组成包括供氢系统、供氧系统、水循环及冷却系统。
2.蓄电池管理系统
蓄电池管理系统分上下两级:下级LECU负则蓄电池组电压、温度等物理参数的测量,进行过充过放保护及组内组间均衡;上级CECU负责动力蓄电池组的电流检测及SOC估算,以及相关的故障诊断,同时运行高压漏电保护策略。
3.动力控制系统
动力控制系统包含DC/DC变换器、DC/AC变换器、DCL和空调控制器及空调压缩机变频器,以及电动机冷却系统控制器。DC/DC变换器和DC/AC变换器的作用如前所述,DCL负责将高压电源转换为系统零部件所需的12V/24V低压电源,电动机冷却系统控制器负责电动机及PCU的水冷却系统控制。
4.整车控制系统
整车控制系统的核心是多能源控制系统(包括制动能量回馈功能),它一方面接收来自驾驶员的需求信息(如点火开关、加速踏板、制动踏板、档位信息等)实现整车工况控制;另一方面基于反馈的实际工况(如车速、制动、电动机转速等)以及动力系统的状况(燃料电池及动力蓄电池的电压、电流等)根据预先匹配好的多能源控制系统进行能量分配调节控制。