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对第1代丰田Mirai一些参数的核算和解读
2021-11-18 20:13:02· 来源：汽车测试网 作者：肖浚仿
肖浚仿（东风汽车公司技术中心，武汉430058）【摘要】对第1代丰田Mirai整车0～100km/h加速时间、NEDC续驶里程等性能指标进行了核算，并对其燃料电池系统的功率、
肖浚仿
（东风汽车公司技术中心，武汉430058）
【摘要】 对第1代丰田Mirai整车0～100km/h加速时间、NEDC续驶里程等性能指标进行了核算，并对其燃料电池系统的功率、效率、氢能利用率进行了讨论。利用第1代Mirai燃料电池效率-输出功率实测曲线，推演得到极化曲线和面功率密度曲线，并将其与描述极化曲线的方程进行拟合，从而估算出燃料电池单体和电堆的内阻、塔菲尔斜率、交换电流密度以及极限电流密度。对第1代Mirai燃料电堆尺寸设计、单体活性面积和单体个数的选取进行了讨论。
【关键词】 燃料电池 功率 效率 极化曲线 内阻 活性面积
Check Computation and Interpretation for Some Parametersof
First Generation Toyota Mirai Fuel cell
Xiao junfang
（TechniclCenter of Dongfeng Motor Corporation，Wuhan430058）
【Abstract】The Check computation for 0～100km/h acceleration time and the NEDC range ofthe first generation Toyota Mirai has been carried out,simultaneously,the power, efficiency and hydrogenenergy utilization of its fuel cell system are discussed. Using the measuredefficiency-output power curve of the first generation Mirai fuelcell,The polarization curve and area power density curve are deduced.By fittingthe polarization curve with the equation describing the polarization curve, theinternal resistance,Tafel slope,exchange current density and limiting currentdensity of fuel cell and stack are estimated.The size design of the firstgeneration Mirai fuel stack and the selection of active area and number of the cellsare discussed.
Key words：Fuel cell, Power, Efficiency, Polarization curve, Internalresistance, Active area
1 第1代丰田Mirai的部分参数和配置
燃料电池车（FCV）使用燃料电池代替传统汽车的燃油作为车载能源。FCV的典型代表是丰田Mirai。2008年丰田推出非量产版的、基于SUV的燃料电池车FCHV-adv，称之为第0代Mirai；2014年改进版Mirai上市，称之为第1代Mirai；2020年12月发布2021款，称之为第2代Mirai。第1代Mirai是目前累计销量最多的燃料电池乘用车，占比达80%以上。表1为丰田Mirai整车基本参数。表2为丰田Mirai与燃料电池相关的配置及参数。
本文第2部分将对第1代丰田Mirai整车的0～100km/h加速时间、NEDC续驶里程等性能指进行核算和解读；本文第3部分将对第1代丰田Mirai燃料电堆和单体尺寸、内阻、塔菲尔斜率、交换电流密度、极限电流密度等参数进行核算和解读；第4部分将讨论第1代Mirai燃料电堆的尺寸设计，单体活性面积、单体个数的确定等。
表1 丰田Mirai整车基本参数
|
参数
|
第0代Mirai
|
第1代Mirai
|
第2代Mirai
|
|
长×宽×高/(mm×mm×mm)
|
4 735×1 815×1 685
|
4 890×1 815×1 535
|
4 975×1 885×1 470
|
|
整备质量/kg
|
1 880
|
1 850
|
1 930
|
|
风阻系数
|
―
|
0.29
|
―
|
|
座位数
|
5
|
4
|
5
|
|
轮胎规格
|
―
|
215/55 R17
|
235/55 R19
|
|
最高车速/(km/h)
|
153
|
175
|
175
|
|
0～100km/h加速时间/s
|
―
|
9.6①
|
9.2
|
|
续驶里程/km
|
―
|
JC08：650
(NEDC：502) |
XLE版:JC08：850(NEDC:647)
Limited版:JC08：750(NEDC:575) |
① 也有资料介绍为10s。
表2 丰田Mirai与燃料电池相关的配置及参数
|
配置及参数
|
第0代Mirai
|
第1代Mirai
|
第2代Mirai
|
|
|
燃料电池电堆
︵含端板︶及系统 |
类型
|
聚合物电解质燃料电池
|
||
|
电堆体积（含端板、紧固件等/不含端板、紧固件等）/L
|
64/47
|
37/33
|
29/24
|
|
|
电堆质量（含端板、紧固件等）/kg
|
108
|
56
|
32
|
|
|
电堆最大输出功率/kW
|
90
|
114
|
128
|
|
|
电堆体积功率（含端板、紧固件等/不含端板、紧固件等）/（kW/L）①
|
1.4/1.9
|
3.1/3.5
|
4.4/5.4
|
|
|
电堆质量功率（含端板）
/（kW/kg）② |
0.83
|
2.0
|
4.0
|
|
|
电堆总有效反应面积/m2
|
―
|
9.91
|
―
|
|
|
最大面功率密度/（W/cm2）③
|
―
|
1.15
|
―
|
|
|
一个电堆中的单体个数
|
400片，2列
|
370片④，1列
|
330片，1列
|
|
|
前端板（包括岐管）材料
|
―
|
铝+树脂
|
―
|
|
|
后端板材料
|
―
|
铝
|
―
|
|
|
空压机峰值功率/kW
|
20
|
|||
|
氢循环泵最大功率/W
|
430
|
|||
|
升压变换器
|
最大输出电压650V DC，效率96%～97%
|
|||
|
燃料电池单体
|
单体厚度/mm
|
1.68
|
1.34
|
1.10
|
|
单体质量/g
|
166
|
102
|
―
|
|
|
部件材料
|
双极板
|
不锈钢板成型
|
Ti金属板冲压成型及改性
|
|
|
ME
A |
质子交换膜（PEM）
|
戈尔公司的Select复合膜
|
||
|
催化剂层（CL）
|
科特拉公司的碳载体Pt催化剂
|
|||
|
气体扩散层（GDL）
|
日本东丽公司的碳纤维纸
|
|||
|
三合一电驱动
|
电机类型
|
交流永磁同步电机
|
||
|
电机额定功率/kW
|
―
|
―
|
48.0
|
|
|
电机峰值功率/kW
|
90
|
113
|
134
|
|
|
电机峰值扭矩/Nm
|
260
|
335
|
300
|
|
|
主减速比
|
―
|
8.779
|
11.691
|
|
|
储氢罐
|
类型
|
Ⅳ型
|
Ⅳ型
|
Ⅳ型
|
|
个数
|
4
|
2
|
3
|
|
|
总容积/L
|
156
|
122.4(60前+ 62.4后)
|
141（64前+52中+25后）
|
|
|
标称工作压力/Mpa
|
―
|
70
|
70
|
|
|
氢气质量分数/ wt%
|
～4.7
|
～5.7
|
～6.0
|
|
|
储氢量/kg
|
―
|
～4.6
|
～5.6
|
|
|
辅助动力电池
|
类型
|
镍氢电池
|
锂离子电池
|
|
|
模组形式、数量
|
1p6s、34组
|
1p1s，84组
|
||
|
单体个数/个
|
204（34×6）
|
84
|
||
|
单体平均电压平台/V
|
1.2
|
3.7
|
||
|
单体容量/Ah
|
6.5
|
4.0
|
||
|
系统电压平台/V ⑤
|
244.8
|
310.8
|
||
|
系统标称能量/kWh ⑥
|
1.59
|
1.24
|
① 电堆体积功率=电堆最大输出功率/电堆体积。
② 电堆质量功率=电堆最大输出功率/电堆质量。
③ 最大面功率密度=电堆最大输出功率/电堆总有效反应面积。
④ 第1代Mirai燃料电堆共由374个单体串联而成，包括370个发电单体和4个伪单体。
⑤ 动力电池系统电压平台=单体平均电压平台×单体个数。
⑥ 动力电池系统标称能量=系统电压平台×单体容量。
2 第1代丰田Mirai部分整车参数核算和解读
FCV普遍采用质子交换膜燃料电池（PEMFC），也称聚合物电解质燃料电池（PEFC），其储能方式不同于普通锌锰电池等一次电池，也不同于铅酸电池、锂离子电池等二次电池，它不是把电能预充到电池中转化为化学能存储起来，而是更像传统内燃机那样把能量存储在燃料之中，其发电时发生的氧化还原反应也类似内燃机的燃料燃烧反应，因此也称燃料电池发动机（powertrainof fuel cell，PFC）。第1代Mirai使用PEM氢/氧燃料电池，且为氢/空气系统，其系统结构图如图1所示。因为燃料电池输出特性偏软及动态性能较差，电堆电压波动很大，几乎没有负载能够承受这样的电压波动，故不适合单独作为车辆的动力电源，需要在燃料电堆的输出端串接一个DC/DC变换器对燃料电堆电压进行调节，而且要配备辅助动力电池组（第1代Mirai为NiMH电池组）和燃料电堆并联共同构成FCV的动力系统。该DC/DC同时可以对燃料电堆的输出电流和输出功率进行控制，起到保护燃料电堆的作用。需要注意的是，燃料电池只可对外供电，禁止充电，其正、负电极的电流绝对不容许反向，所以其后接DC/DC只能是单向能量传输，属于单向DC/DC。丰田的纯电动车、混动车以及燃料电池车，其驱动电机通常采取较高的工作电压，目的是在输出相同功率时减小电流，从而减小铜损和减少电机体积；而燃料电池为了延长寿命，单体电压不宜太高，另外由于体积限制堆叠的单体不能太多，因此Mirai的燃料电堆电压低于驱动电机工作电压，其后接DC/DC是升压变换器（boostconverter）。在燃料电堆能量较高超出驱动电机需求时，燃料电堆同时向NiMH电池组充电，在燃料电堆能量较低不足以满足驱动电机功率需求时，NiMH电池组同时向驱动电机供电。
图1 第1代Mirai燃料电池车系统结构图
2.1 第1代Mirai的0～100km/h起步急加速时间核算
汽车厂经常将新能源车的0～50km/h起步急加速时间、0～100km/h起步急加速时间有多快作为卖点吸引顾客。资料对多款车型针对以下5种情形计算电机驱动功率P和扭矩T，即：①最高车速时；②0～50km/h起步加速时；③50～80km/h加速时；④0～100km/h加速时；⑤以20km/h低速匀速爬20%坡度时，得出：驱动电机峰值扭矩一般对应0～50km/h急加速时间，而驱动电机峰值功率一般对应0～100km/h急加速时间。我们根据这个结论，来核算第1代Mirai的0～100km/h起步加速t0～100。
核算时，需要考虑驱动电机外特性。如图2所示，电机转速在基速nb以下时为恒扭矩区，可输出峰值扭矩Tmax；而转速在基速nb以上为恒功率区，可输出峰值功率Pmax。基速nb也称电机额定转速，对应车辆以常规车速vb=60km/h行驶时的电机转速，nb一般在3 000～4 000rpm，差异主要是因为减速器速比和车轮滚动半径不同引起。这样，把t0～100分为两段计算，第1段为t0～60，电机输出峰值扭矩，使车辆速度从0加速到60km/h，第2段为t60～100，电机输出峰值功率，使车辆速度从60km/h加速到100km/h。有
t0～100 = t0～60＋t60～100 （1）
图2 驱动电机外特性图
2.1.1 0～60km/h起步急加速时间t0-60
车辆行驶时，受到滚动阻力Ff，空气阻力Fw，上坡阻力Fi以及加速行驶时产生的加速阻力Fa的作用。驱动力Fk由驱动电机提供。驱动力平衡方程为
Fk=Ff＋Fw＋Fi＋Fa （2）
显然，厂家公告的起步急加速时间是在良好平坦路面得到的，因此不考虑上坡阻力，Fi=0。在0～60km/h急加速段电机输出峰值扭矩。设车速从0加速到va（km/h）用时为ta（s），利用电机输出扭矩T和驱动力Fk的关系式Fk =
，有
（3）
式中部分参数取值参见表1和表2。其中，Tmax为驱动电机峰值扭矩（Nm），Tmax=335Nm；M为车辆试验质量（kg），与起步相关的计算，试验质量既不取整备质量，也不取满载质量，而是取半载质量，对于4/5座轿车，M=整备质量+180kg=2030kg；g为重力加速度（m/s），g=9.8m/s；f为滚动摩擦因数，取f=0.0085；cd为风阻系数，cd=0.29；A为迎风面积（m），A≈0.80HB=2.23m；v为车速（km/h）；va为车速(km/h)；δ为旋转质量换算系数，电动轿车取δ≈1.06；rd为车轮滚动半径（m），第1代Mirai轮胎为215/55 R17，得rd=0.334m；i0为减速箱速比，i0=8.779；ηT为机械传动效率，取ηT=93%。将上述参数代入式（3），令va=60km/h，得
ta= t0～60=4.50s
2.1.2 60～100km/h加速时间t60～100
在60～100km/h急加速段，电机输出峰值功率，恒功率运行。设车速从v0加速到vm（km/h），用时为tm（s），忽略上坡阻力，由式（2）可得到功率平衡方程：
（4）
式中，Pmax为驱动电机峰值功率（kW），据表2，Pmax=113kW。使v0=60km/h，vm=100km/h，得
tm= t60～100=5.35s
2.1.3 0～100km/h加速时间t0～100
根据式（1），得：t0～100 = t0～60＋t60～100=4.50＋5.35=9.85（s）
与表1中的9.6s很接近，也与一些人实测的10s相符。本文2.3.3节对此还会讨论。
2.2 第1代Mirai的NEDC续驶里程核算
2.2.1 NEDC循环工况车辆行驶时驱动力所做的功W
NEDC循环工况由1部和2部组成。试验1部由4个城区循环单元组成;试验2部由1个城郊循环单元组成。完整NEDC循环当量距离为11.023km。NEDC工况，Fi=0，由式（2）得：
只需计算各个加速段驱动力所做的功Wa和匀速段驱动力所做的功Wc，而停车工况不计算，减速工况驱动电机不提供驱动力，因而也不计算，有
则1个NEDC循环驱动力所做的功W为各个加速段和匀速段驱动力所做工的和，
式中，W1ai为1部1个城区循环单元中各个加速段驱动力所做功，W1ci为1部1个城区循环单元中各个匀速段驱动力所做功；W2ai为2部1个城郊循环单元中各个加速段驱动力所做功，W2ci为2部1个城郊循环单元中各个匀速段驱动力所做功。式中因子4表示1个NEDC循环含有4个城区循环。
把车辆试验质量M作为变量，经过计算得到1个NEDC循环驱动力所做功：
W=2 243.51M＋1 377 301.95（J） （9）
当M=2 030kg时，得W=2 243.51M＋1 377 301.95=5.93×10（J）。
2.2.2 燃料电池系统以及制动能量回收所提供的总能量Es
2.2.2.1 燃料利用率ηfu
燃料利用率ηfu需考虑：
①储氢罐中质量为m1的燃料H2不可能全部用掉，最终会剩余质量为m2的部分H2，因而存在燃料使用率ηfu1：
②馈入燃料电池质量为m3（m3=m1-m2）的H2会多于发生氧化还原反应所消耗的质量为m4的H2，一部分会发生氢渗透和排出，因此存在燃料利用率ηfu2，定义为氧化还原反应消耗的反应物与电池入口处馈入反应物之比，有
◆计算ηfu1。第1代Mirai储氢罐减压阀为1MPa，那么储氢罐内最终剩余气体压力可认为是1MPa。不能简单地认为ηfu1=69/70=98.57%。因为表2中储氢m1≈4.6kg，并不表示加入质量为4.6kg的氢后压力正好达到70MPa（实际压力约46.2MPa）。剩余H2质量为m2，有
式中，
为剩余气体压力，
=1MPa；为储氢罐容积，=122.4L；R为理想气体常数，R=8.314J/（mol·K）；T为热力学温度（K），设工作时储氢罐内温度为T=298.15K（25℃）；2.016为H2的相对分子质量。计算得到m2=99.55g=0.0996kg。从而，ηfu1=
=97.8%。
◆计算ηfu2。工程上把燃料电池入口处馈入H2的实际流量和氧化还原反应中H2的消耗率之比称为H2的化学计量比，则有
（14）
氢/空气系统的PEMFC，以目前的技术水平，一般≈1.05，在重组技术、功率调节以及系统集成上进一步成熟后，可以做到≈1.01，故ηfu2 =1/1.05=95.2%。
◆计算燃料利用率ηfu。综上得：
ηfu=ηfu1ηfu2=93.1%
2.2.2.2 燃料电池电堆效率ηsta和系统效率ηsys
燃料电池电堆效率ηsta和系统效率ηsys需考虑：
①在电堆上发生氧化还原反应的燃料能量不可能全部转化为电堆对外输出的电功或电能，存在电堆效率ηsta；
②燃料电池系统除包括电堆外，还包括空压机、升压变换器等耗能附件，因此燃料电池系统对外提供的净电功小于电堆对外输出的电功，存在寄生损耗效率ηPC。燃料电池系统效率ηsys为
ηsys=ηstaηPC （15）
◆计算ηsta。讨论这个问题有点难度。氢/氧燃料电池的氧化还原反应如下：
式（18）中，E为电池单体电动势或理论电压。式（18）与H2的燃烧反应相同：
（19）
式中，ΔH为化学反应体系的摩尔生成焓。生成物H2O为气态时称为低热值（LHV），用ΔHL表示；生成物H2O为液态时称为高热值（HHV），用ΔHH表示。标准状态下（101.3kPa，298.15K）H2的标准摩尔生成焓ΔHL=-241.83kJ/mol，ΔHH=-285.84kJ/mol，负值表示放热。实际的氢/氧燃料电池工作温度为60～80℃，生成物H2O为液态，计算时取高热值ΔHH以及高热值效率ηsta-HHV较为合理。但是，当与内燃机燃料效率相互比较时，鉴于内燃机排气岐管温度高达800～900℃，内燃机计算效率用的是燃料低热值ΔHL，因此对氢/氧燃料电池也常会用到低热值ΔHL以及低热值效率ηsta-LHV来讨论。不过，因ΔHHηsta-HHV=ΔHLηsta-LHV，所以从最终提供能量角度来说两者没有本质区别。
一个化学反应体系的生成焓ΔH并不能全部转化为对外界所做的功，体系对外界所做的功与体系的生成吉布斯自由能ΔG有关。体系的生成吉布斯自由能ΔG与生成焓ΔH、熵变ΔS、热力学温度T之间的关系为
ΔG=ΔH–TΔS （20）
体系吉布斯自由能G的减少（-ΔG）等于对外所作的最大非体积功-ΔW ’，即
-ΔG≥-ΔW ’ （21）
对于可逆电池反应，非体积功只有电功Wel，-ΔW’=Wel。电功Wel为电量q和电压E的乘积，而根据法拉第定律，电量为q为每个H2分子转移的电子数n和法拉第常数F的乘积，有
Wel=-ΔG =qE=nFE （22）
式中，n=2；F=96 485C/mol。在标准状态下H2的ΔHH对应的标准摩尔生成吉布斯自由能ΔGH=-237.19kJ/mol，代入式（22）也可得到理论电压E=1.229V。假定所有的生成吉布斯自由能ΔG都转化为电功，则氢/氧燃料电池可能的最大效率ηmax为
式（23）经过下式变换，则燃料电池最大效率可以定义为两个电压之比：
式中，
=1.229V是电池理论电压E；
=1.481V是对应H2的高热值时的热平衡电压Er,h。
燃料电堆效率定义为试验时间t内电堆输出的电能或对外所做电功Wel与消耗H2的热值Q之比，即
设氢/氧燃料电堆的单体电压为U，单体个数为N，电堆电流为Ista，Ista也就是单体电流I，则燃料电堆电压为Usta=NU，输出功率Psta为
Psta=NIU （26）
在时间t内，输出的电能Wel为
Wel=Pstat=NIUt （27）
产生电量为q=NIt，根据法拉第定律，消耗H2的摩尔量为=NIt/nF，则
从而式（25）可写成下式，只在接近开路电压时不成立。
式（29）表明电堆效率为单体电压U与热平衡电压之比，因此电堆效率也称为电池电压效率。
因为单体电压U总是小于理论电压E，要提高电堆效或电池电压效率，则要提高单体电压U。但是单体电压不是越高越好，因为当电压较高时，电堆体积较大，而且启动和关闭期间会加剧催化剂碳载体腐蚀，显著影响燃料电池寿命；单体电压较高也意味着电堆输出功率较小。FCV行驶时绝大部分时间内燃料电池单体电压范围为0.6～0.85V（第1代Mirai有370个发电单体，电堆电压约为220～315V），常见的是使燃料电池工作在U≈0.7V附近，此时电堆效率ηsta-LHV=0.7/1.253= 55.9%，或ηsta-HHV=0.7/1.481=47.3%。
◆计算ηPC和ηsys。燃料电池系统寄生损耗效率ηPC定义为燃料电池系统对外输出的净电功率Pnet与燃料电堆输出功率Psta之比，即
参见图1，净电功率Pnet为考虑升压变换器转换效率后再减去附件功率，即
式中，ηboost为升压变换器效率，Pcomp为空压机消耗功率、
为NiMH电池组充电功率、Ppump为冷却液泵和氢循环泵消耗功率。与电堆效率ηsta可以简单地从单体工作电压U得到不同，寄生损耗效率ηPC和系统效率ηsys通常要实测。汽车测试网/汽车测试技术介绍了美国阿贡国家实验室与加拿大交通部合作对第1代丰田Mirai燃料电堆及系统的性能和效率的测试结果，如图3所示。图3同时记录了不同输出功率下的空压机功耗和升压变换器转换效率。试验基于H2的低热值ΔHL=-241.83kJ/mol计算效率ηsta-LHV，采集各变量的瞬时值，作为时间t的函数进行精确积分，参见图1，有
式（33）、式（35）分别和式（25）、式（31）等效。式中，Uboost、Iboost为升压变换器电压(V)和电流(A)；Ubat为NiMH电池组分配电压(V)；Ipump为冷却液泵和氢循环泵两个回路电流之和(A)；Pcomp为空压机功率(W)。其中，升压变换器ηboost=96%～97%；空压机Pcomp峰值功率达到20kW，实际运行时Pcomp约占附件消耗功率的80%，而且电堆输出功率越大，Pcomp也越大；这些功耗随汽车工况以及控制策略而变化，可以是0到最高。
关于系统效率ηsys。如果把0.7V作为NEDC循环平均电压U，从式（29）可计算ηsta-LHV=55.9%，再从图3可查得相应的ηsys-LHV=48.0%。
关于寄生效率ηPC。虽然从式（31）和（35）可以计算ηPC，再利用ηsta、ηPC计算ηsys。但是从工作电压U出发可得到ηsta和相应的ηsys，故可根据式（15）反求ηPC。当U=0.7V时，ηPC=
=85.8%。
电堆输出功率/kW
图3 第1代Mirai 燃料电堆及系统效率随电堆输出功率变化关系曲线。引自文献[3].
2.2.2.3 电驱动系统的电气效率ηe和传动系统机械效率ηT
丰田的电驱系统较为先进，取ηe=92%；而机械效率一般取ηT=93%。
2.2.2.4 氢能总的利用率η
氢能总的利用率η为
对于第1代Mirai，按低热值的燃料电堆计算效率，η=ηfuηsta-LHV=93.1%×55.9%=52.0%；按低热值的燃料电池系统计算效率，η=ηfuηsys-LHV=93.1%×48.0%=44.7%；按低热值的整车计算最终效率，η=ηfuηsys-LHVηeηT=38.23%。这就是燃料电池汽车的平均效率水平。
2.2.2.5 制动能量回收产生的能量增量系数β
纯电动车（BEV）制动能量回收可使续驶里程延长20%～30%，目前BEV制动能量回收产生的能量增量系数一般可做到β≈1.23。
2.2.2.6 燃料电池系统以及制动能量回收所提供的总能量Es
综上，按照低热值和低热值效率计算Es（单位为J），有
2.2.3 第1代Mirai的NEDC续驶里程核算
设NEDC循环续驶里程为D（km），因为1个NEDC循环的当量里程为d0=11.023km，则D含有个NEDC循环；在一个循环内驱动力做功为式（9）所表示的W，则续驶里程D内驱动力做功为
，故能量平衡方程为
参照BEV，取β=1.23，得D=392.2×1.23=482.4km。与公告值502km相差3.9%。如果式（40）中用ΔHH及ηsys-HHV计算D，将得到与式（41）一样的结果。
2.3 第1代Mirai的起步急加速时动力系统所需功率核算
前面讲到，在60～100km/h急加速工况，驱动电机需要输出的功率最大，第1代Mirai驱动电机峰值功率Pmax=113kW。此时燃料电池系统输出功率是否满足要求呢？
图3中实测数据表明，燃料电池系统输出最大净功率Pmnet为90kW，显然这个90kW的净功率不能使驱动电机输出113kW的峰值功率，因此车辆急加速时，燃料电池系统不仅不向NiMH电池组充电，而且辅助动力电池NiMH电池组还必须和燃料电池系统并联同时给驱动电机供电，此时燃料电池和辅助动力电池都释放10s最高脉冲功率。从式（32）可知，这个90kW净功率是考虑了向NiMH电池组充电的，如果车辆急加速时取Psta=114kW，ηboost=0.96，Pcomp=15kW，若Pmnet=90kW，则
＋Ppump=4.44kW。通常HEV和FCV的辅助动力电池充电功率充电功率
一般为3～7kW，3.3kW慢充充电机相当，急加速为10s脉冲，计算时取值3.3kW。冷却液泵和氢循环泵消耗功率Ppump约为1kW量级。这也符合
＋Ppump=4.44kW的估算结果。急加速等高负荷时，这个3.3kW的充电功率要补加到Pmnet中去。设在60～100km/h急加速时，驱动电机实际输出最大功率为，此时燃料电池系统输出最大功率Pmnet，NiMH电池组放出最大功率Pmbat，并且Poth尽可能小，参见图1，有
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