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IDRApegasus氫燃料電池汽車的優(yōu)化

由于環(huán)境問題日益嚴重，汽車行業(yè)正在探索降低排放和燃油消耗的革命性技術，混合動力汽車和燃料電池汽車是兩種最好的解決方案。IDRApegasus是都靈理工大學開發(fā)的一輛氫燃料電池汽車，其是一輛原型樣車，車身由碳纖維構成，動力系統(tǒng)由氫燃料電池和一個高效的直流電機組成。電控系統(tǒng)由ARM微處理器作為電控單元，功耗較低。

IDRApegasus參加了2012年5月鹿特丹舉行的殼牌節(jié)能馬拉松比賽。用AMESim搭建了車輛的一維模型和子系統(tǒng)模型，分析了車輛在比賽中的表現(xiàn)。建模過程專門提高了車輛動力學模型、比賽軌跡、電池和電控系統(tǒng)的精度，以最優(yōu)化的模型探索燃料消耗最低的方法。

IDRApegasus的氫氣儲存在壓力為20MPa的儲氫罐里，通過兩級減壓將壓力降到0.05MPa，來供給燃料電池堆。優(yōu)化IDRApegasus的能量管理系統(tǒng)用到多種分析方法，在工業(yè)設計中要考慮不同屬性的影響。最終的優(yōu)化方案根據多屬性綜合確定，分別優(yōu)化每個屬性并根據系統(tǒng)信息交互確定各屬性之間相互的影響，最后權衡做出優(yōu)化。通過過程捕獲技術優(yōu)化車輛的各項參數，使燃料消耗達到最低。

基于建模仿真以及優(yōu)化得到的氫消耗量為13.54L，實際參賽過程中得到的氫燃料消耗量為15.68L。預測結果和實際結果之差低于15%，差異來自于風、溫度、濕度等因素。

Nicoletta Filippo et al. SAE 2013-01-0964.

編譯：成旺龍