在面对行驶过程中的复杂路况时,发动机常常处于怠速状态,在怠速状态时系统仍有功率输出,从而导致系统功耗增加,系统平均效率降低,对燃料电池发动机的经济性有较大影响。为此,研发总院新能源开发院动力总成开发部红旗燃料电池系统开发团队攻坚克难,基于红旗首款50kW级燃料电池发动机全新升级打造了第二代燃料电池发动机,创新突破零功率怠速技术,有效解决了怠速状态下系统功率输出问题,实现燃料电池发动机的经济性和动态响应特性的同步提高。
卓越创新动力之星
应用了零功率怠速技术的50kW级第二代燃料电池发动机搭载于全新红旗H5车型,该发动机在第二十二届中国国际内燃机及动力装备博览会上荣获2023年“卓越创新动力之星”。
发动机整机体积功率密度达到715W/L,额定功率70kW,峰值功率77kW,最高效率60%,动态响应速率40kW/s,燃料电池发动机寿命预测突破6547h,实现整车百公里加速9.8s,性能指标达到国际先进水平。
怠速低功耗快速响应技术
为保证怠速时较低功耗及再次启动时快速响应,红旗燃料电池系统开发团队通过创新怠速低功耗快速响应技术,在怠速过程中无电流输出,氢耗几乎为零,部件维持最低功耗运行,有效降低怠速氢耗;退出怠速时,通过背压阀、截止阀、旁通阀协调控制,保证退出怠速后空气立即按照需求供给、氢气直接进行化学反应,可在0.5秒内实现快速功率输出,让用户可以在临时停车后快速起步、畅快驾驶。
团队以提升用户驾驶性与降低燃料消耗量为目标,研发了超低进气量控制技术,通过空气路物理模型精准控制燃料电池电堆阴极侧空压机转速与截止阀开度,实现微量空气供给,空气流量控制精度达到0.1g/s,实现退出怠速时电压重新建立过程缩短,保证燃料电池发动机在怠速时处于不输出电流但可快速进入反应的状态,实现怠速状态零功率输出的同时又可以快速响应退出怠速的开发目标。
全体研发人始终牢记习近平总书记的殷切嘱托,聚力创新、攻坚克难,全面推进“All in”新能源战略落地,持续为提升红旗燃料电池发动机品质、掌控关键核心技术、树立民族汽车品牌而不懈奋斗。
图文:丁天威 郭伟昊
编辑:刘小琳 责编:孙空璐
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原文始发于微信公众号(红旗研发新视界):技术领航 | 国际先进!研发总院突破燃料电池零功率怠速技术