太阳能汽车的优化研究

太阳能汽车的优化研究

世界太阳能汽车挑战赛全程长3021km，每两年举办一次，目的是为了激励研究和可持续交通的发展。本文主要展示了可用太阳能的优化方法和太阳能汽车电池功率的管理。

在太阳能汽车驱动和停车时，照射在其太阳能板上的能量计算方法主要用到以下几个参数：日期、当地时间、时区、纬度、经度、太阳能板表面倾斜度和太阳能板表面方位角。通过相关计算方法得到不同时间段太阳能板所能吸收的能量公式及其优化公式。

太阳能汽车基于当前状况和电池状态的速度优化可以帮助汽车行驶更长的距离，其优化方法建立在部分假设之上。设定一组行驶过程中的目标车速，通过计算使得到达目的地的最终消耗能量能够满足要求，并使用遗传算法等不断地进行车速优化。

通过仿真得到如图1～图4结果，其中横坐标0为时间8：00，9为时间17：00。图1为经过优化计算后得到的速度变化曲线；图2为相应的行驶距离，具体值为852km；图3为行驶过程中道路标高的变化曲线；图4为电池SOC值变化情况，经过一天行驶，SOC值从1下降到0.76，当太阳光强烈时电池SOC值变化较小，但当太阳光较弱时SOC值下降较快。

图1　优化后的速度变化情况

图2　行驶距离变化情况

图3　路面标高变化情况

图4　电池SOC值变化情况

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

编译：孙志祥