IDRApegasus氢燃料电池汽车的优化



IDRApegasus氢燃料电池汽车的优化

由于环境问题日益严重，汽车行业正在探索降低排放和燃油消耗的革命性技术，混合动力汽车和燃料电池汽车是两种最好的解决方案。IDRApegasus是都灵理工大学开发的一辆氢燃料电池汽车，其是一辆原型样车，车身由碳纤维构成，动力系统由氢燃料电池和一个高效的直流电机组成。电控系统由ARM微处理器作为电控单元，功耗较低。

IDRApegasus参加了2012年5月鹿特丹举行的壳牌节能马拉松比赛。用AMESim搭建了车辆的一维模型和子系统模型，分析了车辆在比赛中的表现。建模过程专门提高了车辆动力学模型、比赛轨迹、电池和电控系统的精度，以最优化的模型探索燃料消耗最低的方法。

IDRApegasus的氢气储存在压力为20MPa的储氢罐里，通过两级减压将压力降到0.05MPa，来供给燃料电池堆。优化IDRApegasus的能量管理系统用到多种分析方法，在工业设计中要考虑不同属性的影响。最终的优化方案根据多属性综合确定，分别优化每个属性并根据系统信息交互确定各属性之间相互的影响，最后权衡做出优化。通过过程捕获技术优化车辆的各项参数，使燃料消耗达到最低。

基于建模仿真以及优化得到的氢消耗量为13.54L，实际参赛过程中得到的氢燃料消耗量为15.68L。预测结果和实际结果之差低于15%，差异来自于风、温度、湿度等因素。

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

编译：成旺龙