太陽能汽車的優(yōu)化研究

世界太陽能汽車挑戰(zhàn)賽全程長3021km，每兩年舉辦一次，目的是為了激勵(lì)研究和可持續(xù)交通的發(fā)展。本文主要展示了可用太陽能的優(yōu)化方法和太陽能汽車電池功率的管理。

在太陽能汽車驅(qū)動(dòng)和停車時(shí)，照射在其太陽能板上的能量計(jì)算方法主要用到以下幾個(gè)參數(shù)：日期、當(dāng)?shù)貢r(shí)間、時(shí)區(qū)、緯度、經(jīng)度、太陽能板表面傾斜度和太陽能板表面方位角。通過相關(guān)計(jì)算方法得到不同時(shí)間段太陽能板所能吸收的能量公式及其優(yōu)化公式。

太陽能汽車基于當(dāng)前狀況和電池狀態(tài)的速度優(yōu)化可以幫助汽車行駛更長的距離，其優(yōu)化方法建立在部分假設(shè)之上。設(shè)定一組行駛過程中的目標(biāo)車速，通過計(jì)算使得到達(dá)目的地的最終消耗能量能夠滿足要求，并使用遺傳算法等不斷地進(jìn)行車速優(yōu)化。

通過仿真得到如圖1～圖4結(jié)果，其中橫坐標(biāo)0為時(shí)間8：00，9為時(shí)間17：00。圖1為經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算后得到的速度變化曲線；圖2為相應(yīng)的行駛距離，具體值為852km；圖3為行駛過程中道路標(biāo)高的變化曲線；圖4為電池SOC值變化情況，經(jīng)過一天行駛，SOC值從1下降到0.76，當(dāng)太陽光強(qiáng)烈時(shí)電池SOC值變化較小，但當(dāng)太陽光較弱時(shí)SOC值下降較快。

圖1　優(yōu)化后的速度變化情況

圖2　行駛距離變化情況

圖3　路面標(biāo)高變化情況

圖4　電池SOC值變化情況

MoustafaElshafeietal. 201613thInternational Multi-Conference on System，Signals&Devices.

編譯：孫志祥