固定距离和平均车速下燃料电池汽车高效行驶策略的开发



固定距离和平均车速下燃料电池汽车高效行驶策略的开发

测试车辆配备了将电能传给无刷直流电机的质子交换膜的燃料电池系统。根据首次估算出的汽车行驶一段路程所需机械功率来设计动力传动系统。最佳加速度是将能源需求降到最小，同时保证车辆在最高效率下进行仿真。根据汽车行驶方程式可求出所需的牵引力，再建立汽车加速度模型。给出雪邦赛车道的路线图，在24min内完成整个比赛所需的平均车速为30km/h。由于坡随轨道而变，将道路分成8个部分，在能源消耗最小的基础上计算出每一段所需车速。计算出8段轨道所需的机械功率。在第1段赛道起动汽车，利用力学模型计算出消耗的能量以及在一定扭矩范围内车从0加速至30km/h所需的牵引力。绘出转矩-能耗-最大牵引功率图，可看出刚起动时的能耗急剧降低，然后随着转矩的增大趋于平稳。由于最大牵引功率等于转矩乘以最大转速，这样起动所需的最大牵引功率随着转矩呈线性增加（即快速起动比慢起动效率更高），因此可以根据平均车速改变行驶策略，使车速在最大值和最小值（围绕平均车速）之间变动。以固定的转矩在两个车速间进行加速或减速。选出3组车速范围（24～36km/h；25～35km/h；26～34km/h）进行道路试验。在平坦路面上起动车辆，加速到车速的最大值，然后松开油门减速至最低车速。如此反复进行4次试验，证明车速为25～35km/h时效率最高。

通过系列地分析燃料电池汽车的性能，进行反复试验和仿真，确定出理想的车速范围，

开发出一套使总能耗最小的行驶策略。

S.M.H.S. Omar et al.2013 IEEE Conference on Systems, Process & Control (TCSPC2013), 13- 15 December 2013,Kuala Lumpur, Malaysia.

编译：倪媛媛