基于耦合电感方法的氢燃料电池系统升压转换器

基于耦合电感方法的氢燃料电池系统升压转换器

氢燃料电池汽车能够实现高效率和零排放，并具有续驶里程长等优点，因而其将成为未来汽车发展的主要方向之一。2009年在日本本田株式会社（HONDA）推出的氢燃料电池汽车中，由于氢燃料电池反应堆的尺寸过大，因而将其安装在底盘底部中间位置，这使车内乘员室的可用空间减少，包含驾驶员在内共乘坐4名乘员。为了获得更多的可用空间，需要对氢燃料电池系统进行小型化设计。

对氢燃料电池系统进行小型化设计，需要减少氢燃料电池系统中电池单元的数量，同时提高驱动电机功率。为保证生成的电压能够驱动电机运行，则需要提高升压转换器的电压增益，将氢燃料电池产生的电压尽可能升高，使其能够驱动电机。在进行高增益升压转换器的设计时，采用耦合电感的方法可实现高电压增益。耦合电感型升压转换器能够在开关占空比的基础上，利用耦合电感匝比控制输出电压，因而能够实现易于控制的高增益电压。开发专门的氢燃料电池电压控制单元（FCVCU）对耦合电感升压转换器进行控制，FCVCU控制电路中配置4个单相斩波电路，这些电路通过并联连接，形成一个4相交织控制电路，通过相位之间的切换实现更高的升压效率。采用耦合电感升压转换器后，氢燃料电池系统的尺寸减小约40%，其能够被安装在发动机舱中，实现乘员室可用空间的增加。

RyotaKitamotoetal.SAE 2017-01-1224.

编译：王祥