目前出租車(chē)/網(wǎng)約車(chē)運(yùn)行過(guò)程中存在充電樁數(shù)量不足、布局不合理、充電速度慢、排隊(duì)等待時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，營(yíng)業(yè)者因上述問(wèn)題營(yíng)業(yè)額減少、運(yùn)營(yíng)成本增加。

此外，在冬季出租車(chē)/網(wǎng)約車(chē)的供熱由于成本原因，大多數(shù)營(yíng)業(yè)者選擇節(jié)約使用，使用場(chǎng)景大大受限。目前多種增程方式已經(jīng)提出，但多數(shù)增程只關(guān)注增程的距離而忽略了增程方式的可行性。固體氧化物燃料電池可以利用加氣站中天然氣進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電中產(chǎn)生的熱量可以進(jìn)行回收，以滿足冬季營(yíng)業(yè)者取暖問(wèn)題。

解決方案

固體氧化物燃料電池（SOFC）屬于第三代燃料電池，是一種在中高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。將SOFC 作為電車(chē)的增程設(shè)備，與電車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)通過(guò)電力電子裝置進(jìn)行連接。當(dāng)電車(chē)需要額外的電能時(shí)，SOFC 產(chǎn)生的直流電經(jīng)過(guò)功率變換器轉(zhuǎn)換為適合電車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用的交流電，從而為電機(jī)持續(xù)提供電能。

①由于 SOFC 需要在高溫下運(yùn)行，因此熱管理技術(shù)至關(guān)重要。本成果通過(guò)設(shè)計(jì)高效的熱交換器和冷卻系統(tǒng)，回收電池運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱，用于預(yù)熱燃料和氧化劑，提高系統(tǒng)的能源利用率，同時(shí)精確控制電池的工作溫度，避免局部過(guò)熱或溫度波動(dòng)過(guò)大，影響電池的性能和壽命。

②將 SOFC 電池堆、燃料供應(yīng)系統(tǒng)、空氣供應(yīng)系統(tǒng)、電力電子裝置和控制系統(tǒng)等集成在一起，形成一個(gè)完整的增程設(shè)備系統(tǒng)。

③通過(guò)先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制 SOFC 的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)電車(chē)的需求自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電功率，實(shí)現(xiàn)與電車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接和協(xié)同工作。同時(shí)，具備故障診斷和保護(hù)功能，確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

圖1 電池片產(chǎn)品

圖2 電堆組裝

圖3 密封組件

圖4 電堆實(shí)物

技術(shù)指標(biāo)

本成果具體性能及與濰柴動(dòng)力相應(yīng)產(chǎn)品的對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表