一種氫燃料電池汽車的優化

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一種氫燃料電池汽車的優化

燃料電池汽車是一種利用氫燃料電池使電動機產生必要電力的電動車輛，其并不使用電池。這種車比傳統內燃機車更高效，因為其排放物是水蒸氣。研究了都靈米蘭理工大學一個項目成果。此項目所優化的氫燃料電池汽車采用一個0.2kW額定功率的電動機和一個1kW功率的質子交換膜燃料電池。

研究目的是介紹一種能夠最大限度降低氫消耗的能量管理優化方法。在特定的操作條件下，使用一維數學模型預測車輛行為。優化過程中考慮了車輛在賽道上競速時的特性，將賽道上的燃料消耗與仿真優化結果進行比較。

采用各種改進技術制訂了一個優化策略。這些技術包括試驗設計、響應面建模、局部和全局優化算法以及蒙特卡羅分析。該策略能夠測試出最佳試驗點的魯棒性。優化過程的最終結果確定了該種車能夠達到9.91NL（20℃、1個大氣壓標準狀況下的體積）的氫耗。然而，在競速過程中由于車輛質量為95kg，而不是80kg，因此根據這一實際情況，基于優化程序的仿真結果為13.54NL。仿真結果通過真實的車輛競速賽得到證實，競速賽測量的結果為15.68NL。該種車輛在7個月中就完成了構思、設計和制造，預測結果與試驗結果之間的差異＜15%，此差異是由環境條件和電池不理想狀態所致。

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

編譯:王維