IDRApegasus氫燃料電池汽車的優(yōu)化

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IDRApegasus氫燃料電池汽車的優(yōu)化

由于環(huán)境問題日益嚴(yán)重，汽車行業(yè)正在探索降低排放和燃油消耗的革命性技術(shù)，混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車是兩種最好的解決方案。IDRApegasus是都靈理工大學(xué)開發(fā)的一輛氫燃料電池汽車，其是一輛原型樣車，車身由碳纖維構(gòu)成，動(dòng)力系統(tǒng)由氫燃料電池和一個(gè)高效的直流電機(jī)組成。電控系統(tǒng)由ARM微處理器作為電控單元，功耗較低。

IDRApegasus參加了2012年5月鹿特丹舉行的殼牌節(jié)能馬拉松比賽。用AMESim搭建了車輛的一維模型和子系統(tǒng)模型，分析了車輛在比賽中的表現(xiàn)。建模過程專門提高了車輛動(dòng)力學(xué)模型、比賽軌跡、電池和電控系統(tǒng)的精度，以最優(yōu)化的模型探索燃料消耗最低的方法。

IDRApegasus的氫氣儲(chǔ)存在壓力為20MPa的儲(chǔ)氫罐里，通過兩級(jí)減壓將壓力降到0.05MPa，來供給燃料電池堆。優(yōu)化IDRApegasus的能量管理系統(tǒng)用到多種分析方法，在工業(yè)設(shè)計(jì)中要考慮不同屬性的影響。最終的優(yōu)化方案根據(jù)多屬性綜合確定，分別優(yōu)化每個(gè)屬性并根據(jù)系統(tǒng)信息交互確定各屬性之間相互的影響，最后權(quán)衡做出優(yōu)化。通過過程捕獲技術(shù)優(yōu)化車輛的各項(xiàng)參數(shù)，使燃料消耗達(dá)到最低。

基于建模仿真以及優(yōu)化得到的氫消耗量為13.54L，實(shí)際參賽過程中得到的氫燃料消耗量為15.68L。預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際結(jié)果之差低于15%，差異來自于風(fēng)、溫度、濕度等因素。

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

編譯：成旺龍