基于模型设计和优化的燃料电池电动汽车



基于模型设计和优化的燃料电池电动汽车

对解决拥挤市区的汽车尾气排放问题，传统汽车动力系统替代方案（混合动力、氢动力、电力）是一种非常正确的解决途径，而燃料电池汽车是最有效的替代方案。这种动力总成的设计和优化很大程度上是来源于数学模型的计算结果，包括动力系统的能量流辅助管理和控制策略：虚拟平台的使用增加了试验的灵活性，但也增加了昂贵的时间和费用。提出了一种混合动力汽车中燃料电池模块的集中参数数学模型，动力系统（燃料电池和电池）根据能量平衡精确设计。还有一组电动机驱动的机械机构，回收制动能量时作为发电机提供能量转换。为了保证汽车行驶的安全性，分别对3种不同制动策略进行研究：最优制动力分配、恒定制动力分配和最大化制动能量回收。对于最优制动力分配策略，汽车的制动距离较短，但回收的制动能量较低。燃料电池功率、电池功率和容量最优选择是根据市区测试循环（WLTP）所需能量流和功率需求的精确平衡计算得到的。通常这些参数的选择都是通过简单的平均功率计算或试验测试得到，不需要进行优化，对组件进行大于标准的选择。通过本文所研究的方法（基于通过电池、燃料电池以及动力系统的能量流）得到最优参数选择，可以使组件的功率减小和质量减轻，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

编译：陈鹏飞