燃料电池混合动力客车等效氢耗优化策略

为了改进燃料电池混合动力客车的燃油经济性,基于等效氢耗理论,对燃料电池混合动力系统能量管理算法进行了优化.首先建立了系统瞬时氢耗模型,在该模型中,系统瞬时氢耗分为燃料电池瞬时氢耗和蓄电池等效瞬时氢耗2个部分;而后采用最小二乘算法辨识了蓄电池模型待定系数,求解了系统瞬时氢耗最小化问题,探讨了瞬时优化问题的本质;最后以解析解为基础建立了能量管理优化算法,并在中国城市公交典型工况中进行实车试验.结果表明:该工况下所研究的燃料电池城市客车百公里氢耗为9.3 kg,比采用基于规则的能量管理算法降低2.1%;通过提高燃料电池系统效率、降低整车辅助功率和采用制动能量回收策略可进一步提高系统经济性.     

燃料电池客车氢系统碰撞安全性仿真分析与评价

针对燃料电池客车供氢系统碰撞安全性问题,建立了供氢系统正面碰撞有限元仿真模型,分析了某燃料电池客车氢系统的强度与刚度特性,结果表明,仿真与碰撞试验结果良好一致;该燃料电池客车氢系统的碰撞安全性满足相关法规的要求。     

燃料电池发动机启动过程效率特性分析

启动工况是车用发动机的主要动态工况之一,燃料电池发动机在启动过程中的效率特性可以很好地反映该发动机的动态性能。通过试验研究的方法分别对氢气利用率、燃料电池堆效率以及系统效率随着启动时间的变化特性进行了分析,并对负载上升时出现的效率异常现象进行了研究。最终得到了燃料电池发动机在启动过程中的效率特性和影响效率的因素。     

大功率型氢燃料电池重卡动力系统匹配设计

针对大功率型氢燃料电池重卡动力系统设计尚无成熟控制策略问题,提出了动力系统匹配设计中大功率型氢燃料电池保护优先的控制策略.根据该策略确定设计流程、零部件选型、参数匹配和计算.在此基础上,进行了动力系统构型优化,并基于稳态工况进行了燃料电池选型,同时综合考虑重卡实际工况特性和效率特性对氢燃料电池、动力电池和电机的功率以及...     

插电式燃料电池轿车能耗研究

针对插电式燃料电池轿车的能耗问题进行了探索性研究。首先简述了插电式燃料电池轿车的结构,及在Matlab平台上所建的仿真模型;然后采用SOC平衡的方法,离线仿真出不同工况下的百公里氢耗量和行驶里程;最后,根据燃油和氢气的密度、热值等关系建立后处理程序,从而将整车的能耗换算为等效百公里油耗。     

氢燃料电池发动机耐久试验方法研究

针对目前氢燃料电池发动机测评体系中耐久性试验方法还不完善的问题,通过对行业现有的氢燃料电池耐久试验方法进行对比分析,结合实车需求,制定出基于整车实际应用且易于操作的氢燃料电池发动机耐久试验工况。采用制定的工况开展测试,并对试验数据进行了分析,以为氢燃料电池发动机的耐久试验方法研究提供参考。     

燃料电池车高压储氢系统碰撞安全设计与分析

针对燃料电池车氢系统碰撞试验的方法,从试验和理论的手段进行氢系统结构碰撞安全性研究.通过研究和分析国内外汽车安全测试法规,确定了氢系统碰撞试验的测试方法及评价氢系统碰撞安全性的方法.最后,经实车碰撞试验验证,该系统的安全设计满足整车碰撞要求.     

基于模型预测控制的水冷型燃料电池冷却系统研究

针对传统温度控制方法在水冷型质子交换膜燃料电池(PEMFC)冷却系统中应用时出现温度波动较大、调控时间长、能耗高等问题,以某款氢燃料电池冷却系统为研究对象,利用一维软件搭建氢燃料电池冷却系统计算模型,并对标台架试验,验证了计算模型的可靠性。在此基础上,设计开发模型预测控制器,经计算分析可得,相比于原有PID控制器,采用模型预测控制(MPC)策略的PEMFC温控能力更强,温度波动明显得到改善,同时降低了氢燃料电池冷却系统的能量消耗。     

车用燃料电池发动机模型搭建及仿真研究

利用AMESim搭建质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机单电池和电堆瞬态仿真模型,同时利用某80 kW质子交换膜燃料电池电堆试验数据验证了该仿真模型的正确性,为燃料电池的仿真及预测分析提供了一种新的工具.通过此模型研究了燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度等对电堆性能的影响,同时也预测了阳极侧杂质气体含量对电堆性能的影响.     

燃料电池系统性能试验分析与研究

本文基于GB/T 24554-2009《燃料电池发动机性能试验方法》和相关试验要求,对某款燃料电池系统的启动特性、额定功率、峰值功率、动态响应、稳态响应等工作特性制定试验方案,通过燃料电池系统测试台开展性能试验,并对试验数据和性能表现做出分析研究,为产品设计优化和匹配应用提供测评依据。     

燃料电池发动机测试系统开发

主要设计了一套燃料电池发动机测试系统,同时对燃料电池发动机动态特性测试方法进行了研究.燃料电池发动机测试系统包括PLC控制系统、辅助电源系统、氢气供给系统、电子负载系统、被测试发动机系统五个部分.加载方式可采用恒流加载和恒功率加载等多种方式,可以实现燃料电池发动机的起动特性、稳态特性、动态响应特性和循环工况运行等多种性...     

影响重型车油耗的发动机参数

随着油耗和排放法规的加严,控制重型车油耗将成为大势所趋。文章以一台柴油机为测试对象,研究了出水温度、进油温度及中冷后温度对其油耗测试结果的影响。试验结果表明,3个参数都不会对发动机油耗测量结果造成较大的偏差,其影响程度在可接受的误差范围内。在进行重型车油耗测试时,可以忽略上述发动机条件对其结果的影响。     

混氢对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

将氢气喷入柴油机进气道内进行试验,以研究柴油混氢对柴油机燃烧及排放性能的影响.试验中发动机转速固定在1 400r/min,在不同初始转矩下改变氢气在混合燃料中的质量分数,并保持燃料总质量不变.试验结果表明柴油混氢燃烧可缩短燃烧持续期,增大最大爆发压力及放热率峰值,且使峰值位置提前(氢质量分数为9%时放热率峰值提高20%),增大发动机的输出转矩,并能降低柴油机的各主要排放物(在中低转矩下CO及碳烟排放下降了30%～50%).     

低电导率乙二醇冷却液使用性能研究

质子交换膜燃料电池发动机正常运行时会产生大量热,其中热量的95%由冷却介质带走,而冷却液中离子含量高会导致燃料电池发动机绝缘问题,因此要求冷却液具有高散热性、低的腐蚀速率、高的密封材料兼容性,行业内通常要求电导率小于5μS/cm,传统的冷却液(电导率大于2000μS/cm)不满足质子交换膜燃料电池的使用要求,无法直接使用。本文长期跟踪氢燃料电池车辆运营2万公里左右,对其冷却系统使用的低电导率乙二醇冷却液性能进行全面的跟踪及研究,主要包括冷却液消耗、冰点值,并解释其原理。通过本文的研究为燃料电池低电导率冷却液的开发、标准的制定及车辆的运营维护保养提供了数据支撑及理论指导。     

燃料电池轿车动力系统建模与仿真研究

能源短缺和环保问题促使人们开发低污染的替代能源汽车,燃料电池汽车作为一种可行方案已成为目前汽车领域的研究热点之一。从能量转换方式和系统结构来看,燃料电池轿车动力系统同传统内燃机汽车有着本质的区别,其动态特性也有着完全不同的内容。现代控制理论认为建立系统动态数     

基于增益功率燃油系数的HEV能量管理策略

为了优化等效燃油最小能量管理策略的节油效果，以适用于工程批量应用为导向，制定基于增益功率燃油系数的混合动力汽车(HEV)能量管理策略。基于瞬时优化原理，提出基于增益功率燃油系数的工作模式决策机制，根据电机发电或电动引起的发动机功率与燃油消耗率的变化关系，分别给出电机充电和放电模式下增益功率燃油系数的计算方法。考虑发动机扭矩瞬态快速变化对油耗的影响和电机及电池包充放电效率特性，提出发动机高效区域扭矩滞回控制方法，建立基于增益功率燃油系数的能量管理策略算法架构。基于MATLAB/Simulink搭建控制策略软件模型，通过转鼓试验台进行实车试验验证。研究结果表明：相对于等效燃油最小能量管理策略，基于增益功率燃油系数的能量管理策略提升了节油率和舒适性，在全球轻型汽车测试循环(WLTC)工况下的百公里油耗降低了约4.8%，发动机的启停次数降低了约53%；相对于有效燃油消耗率(BSFC)最优工作点控制方法，发动机高效区域滞回控制方法降低百公里油耗约1.8%；与采用基于动态规划的全局优化能量管理策略的仿真结果对比，在不能提前预知工况的条件下，制定的能量管理策略在WLTC工况与新标欧洲测试循环(NEDC)工况下的油耗与理论最优值差距均较小。     

发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究

利用AVL公司开发的BOOST软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能,而AVL的CRUISE软件可调用BOOST建立的发动机模型.在进行道路循环工况的仿真时,须对发动机全部工况点进行准确的标定.文中采用BOOST开发了发动机的仿真模型.通过调整节气门开度和燃烧模型参数,标定了发动机在多个转速和负荷点的转矩、功率和油耗,较好地模拟了发动机的动力性和经济性.最后基于ECE循环工况,将此模型与CRUISE进行联合仿真,分析了发动机瞬态工况的动力性、油耗和NO_x排放等参数.     

客车燃油经济性计算软件的开发与运用

在客车开发设计阶段需要对其燃油经济性进行预测和估算，通过常规计算所得的估算值与试验值相比较存在数值偏小的问题。中分析了客车计算燃油消耗值偏小的主要原因，通过对发动机万有特性曲线的拟合，以及对发动机功率的修正，利用最小二乘法、高斯-赛得尔迭代法等计算方法，编制了燃油经济性计算软件，利用该软件计算得到的燃油值能较好地接近试验值。     

考虑发动机起停优化的PHEV能量管理策略

针对某新型双电机行星耦合插电式混合动力汽车(PHEV)中发动机在起停及怠速运行状态下会导致油耗增加的问题,基于等效燃油消耗最小能量管理策略,加入发动机起停优化控制模块,以进一步改善整车燃油经济性。建立了整车动力学和传动模型并加入发动机起停优化控制模块,对ECMS能量管理策略输出的发动机及电机最优目标转矩进行重新优化分配后,再输出给发动机及电机控制器以控制其工作状态。针对起停优化控制中影响起停频次的关键时间参数,采用粒子群优化算法对其进行优化。仿真结果表明,相比优化前,所提出的能量管理优化策略能够实现对发动机起停或怠速状态的有效控制,减少发动机的起停频次,减少恶化油耗,验证了本文所提出的能量管理优化策略能够进一步优化整车燃油经济性。     

基于TCP/IP协议的燃料电池系统测控网络研究

基于车用燃料电池发动机集成开发平台和TCP/IP协议通讯协议,建立一套完整的分布式燃料电池实时测控网络系统.该测控系统针对燃料电池系统须具备氢安全特殊要求,采用了分布式的测控网络,满足了燃料电池系统测试氢安全的要求.同时具备实时数据采集和网页发布、监控的两大优点.该测试平台在保证测试数据实时准确的同时消除了燃料电池系统...