基于燃料电池汽车的特性,在低温环境下燃料电池汽车的防冻性能是十分重要的一个指标,防止燃料电池电堆内的水结冰影响启动甚至损伤电堆;在某些特殊的用户使用场景中,环境温度的大范围变化会造成电堆内部结冰,例如:
特嗨氢能检测致力于研究国际先进燃料电池标杆车的各项性能,依托丰富的车辆资源,对燃料电池汽车应用过程中的痛点问题制定测试方案,挖掘优秀产品的设计理念和控制策略。
测试目的:模拟车辆在温度较高的环境下完成常温停机后,当环境温度骤降至低温,车辆的相关系统是否会被激活执行冷关机吹扫燃料电池内的水分,避免结冰,保护电堆。
测试方案:
1.在室外低温环境下,将车辆热机后停放至暖库中(室内温度20℃)
车辆热机后有利于各个系统快速升温,将车辆停放在室内浸机12H以上,使车辆关机时进入“常温关机”模式(根据关机吹扫时间判定),为确保电堆内产生足够的水,在车辆关机前至少怠速运行30min。
2.将车辆移动到室外低温环境(6℃),在夜间持续降温
连接设备监控车辆状态,正常锁闭车辆(车辆电源状态为off)。
3.使用设备保持监控,随着环境温度的持续下降,直至车辆被唤醒启动,开始采集数据。
测试结果:
1.在车辆静置停放33403s后,动力电池输出电流,同时动力电池电压升至310V整个唤醒过程持续了165s
根据相关资料中披露的信息,“当车辆点火开关关闭停放时,ECU检测到FC系统部件温度低于0℃时,将运行空压机、氢泵、冷却水泵、排气排水阀,时间最长为180秒,将FC系统内的水分排干”,结合测试结果,本次测试成功唤醒了车辆执行吹扫流程。
2.在冷却液温度降至接近0℃时,唤醒车辆
其中散热器出口温度比冷却液电堆出口温度低,MIRAIⅡ燃料电池系统冷却液回路上有4个温度传感器(电堆出口、散热器出口、PTC出口、PTC入口),当其中任何一个温度降至接近0℃时,都会使车辆激活自动唤醒功能。
3.唤醒后空压机开始运行
数据显示,在车辆唤醒后进行了3个阶段的吹扫,分别是管路-电堆-管路,且每个阶段的空气流量都不同,其中电堆内的吹扫时间最长,占比77%,吹扫完电堆后对管路进行了一个简短且较低流量的吹扫。
整个唤醒过程动力电池SOC由50.5%消耗至41.5%,共消耗了9%的动力电池能量,燃料电池系统启动,但未输出功率。
根据丰田相关资料描述:“MIRAI的自动唤醒存在两个阈值4℃和-10℃”,特嗨目前已针对该项目开展了多次测试,最终测试结果分析中,将在近期完成。
4.不同于常规上电状态,在自动唤醒状态下,车辆的部分信号处于未激活状态。以下是本次测试所有激活的信号清单,特嗨邀您一起对本次测试进行深入研究:
特嗨氢能检测致力于推动中国燃料电池汽车产业发展,自2018年6月运营以来,面向国际先进燃料电池标杆车开展了系列深度解析工作。目前,特嗨已完成日系、韩系等多款国际先进燃料电池乘用车的对标分析工作,积累了大量数据经验。