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基于模型設(shè)計(jì)和優(yōu)化的燃料電池電動(dòng)汽車

對解決擁擠市區(qū)的汽車尾氣排放問題，傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)替代方案（混合動(dòng)力、氫動(dòng)力、電力）是一種非常正確的解決途徑，而燃料電池汽車是最有效的替代方案。這種動(dòng)力總成的設(shè)計(jì)和優(yōu)化很大程度上是來源于數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果，包括動(dòng)力系統(tǒng)的能量流輔助管理和控制策略：虛擬平臺(tái)的使用增加了試驗(yàn)的靈活性，但也增加了昂貴的時(shí)間和費(fèi)用。提出了一種混合動(dòng)力汽車中燃料電池模塊的集中參數(shù)數(shù)學(xué)模型，動(dòng)力系統(tǒng)（燃料電池和電池）根據(jù)能量平衡精確設(shè)計(jì)。還有一組電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，回收制動(dòng)能量時(shí)作為發(fā)電機(jī)提供能量轉(zhuǎn)換。為了保證汽車行駛的安全性，分別對3種不同制動(dòng)策略進(jìn)行研究：最優(yōu)制動(dòng)力分配、恒定制動(dòng)力分配和最大化制動(dòng)能量回收。對于最優(yōu)制動(dòng)力分配策略，汽車的制動(dòng)距離較短，但回收的制動(dòng)能量較低。燃料電池功率、電池功率和容量最優(yōu)選擇是根據(jù)市區(qū)測試循環(huán)（WLTP）所需能量流和功率需求的精確平衡計(jì)算得到的。通常這些參數(shù)的選擇都是通過簡單的平均功率計(jì)算或試驗(yàn)測試得到，不需要進(jìn)行優(yōu)化，對組件進(jìn)行大于標(biāo)準(zhǔn)的選擇。通過本文所研究的方法（基于通過電池、燃料電池以及動(dòng)力系統(tǒng)的能量流）得到最優(yōu)參數(shù)選擇，可以使組件的功率減小和質(zhì)量減輕，降低燃料消耗和CO2排放。

刊名：Energy Procedia（英）

刊期：2014年第4期

作者：Roberto Cipollone et al

編譯：陳鵬飛