燃料电池客车集中冷却系统仿真与优化

为了解决氢燃料电池客车的各类独立冷却系统并存、系统冗余、所占空间大的问题,目前主要方法是尽可能对各放热元件进行集中冷却,因此集中冷却系统的设计方法变得越来越重要。基于某氢燃料电池客车厂提出的某车型集中冷却系统冷却效果不理想课题,运用KULI软件对集中冷却系统进行建模、仿真分析,提出系统优化方案:改变风扇直径和放热元件集中冷却系统水循环回路拓扑图。研究结果表明,运用KULI软件对氢燃料电池客车集中冷却系统进行建模,通过仿真分析可以优化集中冷却系统,从而解决冷却效果不理想问题。

冷热环境下燃料电池客车热管理系统运行模式及特性研究

着眼于某款燃料电池客车的热管理及余热回收,构建了集成式整车热管理系统,提出9种热管理运行模式,基于AMESim建立整车热管理仿真模型,分析系统在高温、低温和极低温工况下的温控特性与能耗特性。结果表明,在环境温度为34、37、40℃的高温工况下,热管理系统可以使关键部件维持在适宜温度范围内,符合各自冷却需求;在环境温度为-10、-5、0、5℃的低温工况下,关键部件均可被满足其加热温控需求,考虑到余热回收座舱供暖,电堆和电机的余热量可满足-15℃及以上环境温度下车舱的制热需求,整车行驶能耗较纯PTC供暖最高可节省10.44%;在-30、-25、-20℃的极低温工况下,仅靠余热难以满足座舱加热需求,需通过PTC和余热联合供暖,PTC加热额外增加等效氢耗量分别为44.10、36.89、33.50g。

氢燃料电池客车动力系统匹配设计与仿真

氢燃料电池客车的动力性和经济性受动力系统布置方式、核心零部件参数选取的影响。随着氢燃料电池汽车行业的发展,动力系统参数的匹配经验逐渐丰富,但匹配结果通常与实际装车后试验结果有一定偏差,导致车辆性能不满足设计要求。因此,在核心零部件选型前期确定动力系统参数至关重要。文中针对车辆装车后性能偏差问题,提出基于Cruise的氢燃料电池客车动力系统匹配方法,初步计算参数后,利用Cruise仿真软件建立氢燃料整车动力系统模型,对整车性能目标进行仿真。结果表明,将基于Cruise的氢燃料电池客车动力系统匹配方法用于动力系统匹配计算和车辆性能校核可行,能满足整车动力要求及等速40 km/h工况、中国重型车商用车测试工况(China Heavy-duty Commercial Vehicle Test Cycle,CHTC)下性能要求。

燃料电池客车散热系统控制策略研究

为解决燃料电池客车散热系统散热需求大、散热难、能耗高及噪声大等突出问题,提出一种智能分级控制方法,从而保障车辆可持续、有效运行。

基于CAN总线的燃料电池客车通信网络设计

为了解决燃料电池电动客车各部件之间的通讯,基于CAN总线设计了整车通讯网络的拓扑结构,提出了其硬件要求。制定了CAN总线通信速率及通讯机制,介绍了CAN报文结构及协议。最后基于LPC2194微控制器和TJA1050高速CAN总线驱动器开发了各通信节点。实际应用表明,该系统稳定可靠。

燃料电池客车CAN通信协议仿真

参照SAEJ1939协议设计了燃料电池客车的CAN通信协议,并利用CANoe进行仿真以评估其性能。结合整车和各个节点(电机、DC/DC、燃料电池和蓄电池)的数学模型,通过仿真对比了定周期、周期有误差、事件触发、有错误帧以及最坏情况等情况下总线负载变化,验证了协议的正确性和有效性。为车载网络实时通信系统的实际设计提供了参考依据,能降低开发成本并缩短开发周期。

燃料电池客车整车控制系统的研究

针对燃料电池客车动力系统的结构形式,作者在分析了整车控制系统的功能需求后,完成了整车控制系统的设计,实现了车载控制器局域网络(CAN)通信、能量管理策略、驾驶员意图解释和故障诊断处理等功能。随后建立了基于dSPACE的快速控制器原型,并利用台架试验进行了硬件在环仿真调试。

燃料电池客车驱动系统传导骚扰源的统计分析

新型燃料电池客车的驱动系统工作时将产生较强的电磁骚扰,可能引起较为严重的电磁兼容问题,威胁其安全运行。为此对开发的新型燃料电池客车产生的电磁骚扰进行了大量的测量,发现其驱动系统中的骚扰源存在较大的随机性。故利用统计电磁学的方法分析了驱动系统中逆变器输入端存在的一类传导骚扰源的时域特性,得出此类骚扰源随时间呈正态分布,随电机功率电压参数呈近似线性递减变化和时间参数呈近似线性递增变化的基本规律。该结果可用于进一步的仿真分析和其他电磁兼容研究工作。

燃料电池客车用10ms TTCAN通信网络协议制订与测试

在自主研发的TTCAN总线通信网络的基础上,为燃料电池客车设计了新的10m s TTCAN通信网络并进行仿真与实车测试。测试结果证明,采用新的TTCAN协议提高了CAN总线的数据吞吐能力、实时性和可靠性。

利用燃料电池客车废热的吸收式制冷空调系统可行性分析

通过对燃料电池客车的负荷计算及溴化锂吸收式制冷的热力计算,初步分析了溴化锂吸收式制冷用于燃料电池客车的可行性,并设计了简单的系统流程图。计算分析认为吸收式制冷用于燃料电池客车是完全可行的,同时也指出了吸收式制冷用于燃料电池汽车的不足。

氢燃料电池客车滚翻的仿真及改进设计

综合考虑了车辆结构中的剩余空间、氢气瓶和电池在客车滚翻中的安全,建立了一种新的评价方法。该方法是根据国内外相关的法规和标准,以满足欧洲经济委员会汽车法规ECE R66滚翻测试的要求。针对某款国内氢燃料电池大客车,利用有限元软件LS-DYNA,建立了有限元模型。改进了该氢燃料电池大客车的气瓶布置方式,增加了泡沫铝缓冲梁,并对这些方案进行仿真。结果表明:泡沫铝缓冲梁能减小原有氢气瓶的加速度峰值的30%,从而,提升了该车的氢安全。

燃料电池客车动力系统建模与能量管理策略研究

基于ADVISOR进行二次开发,建立了燃料电池客车整车前向仿真模型.基于模糊控制方法制定了能量管理策略;为提升燃料电池耐久性,对模糊控制进行改进,提出改进后的模糊控制能量管理策略.中国典型城市工况下的仿真结果表明,改进后的模糊控制能量管理策略在车辆经济性和燃料电池耐久性方面均优于功率跟随式能量管理策略.

基于模糊逻辑推理的燃料电池客车再生制动控制策略

以燃料电池客车为研究对象,在分析城市公交客车制动特点的基础上,进行了制动能量回收的分析计算,提出了一种简单实用的再生制动控制策略的模糊化设计方法。道路试验表明,该设计具有明显的节能效果。

燃料电池客车镍氢蓄电池性能匹配

基于燃料电池客车行驶特性和其能量流控制策略对镍氢蓄电池组的功能需求,依据试验数据分析了镍氢蓄电池脉冲功率容量、可用能量与放电深度的关系特性,从脉冲功率容量、充放电能量和放电深度等方面对燃料电池客车进行蓄电池组性能匹配。装车实践表明,该匹配方法高效可行,不仅极大地提高了车辆的机动性和制动能量回馈吸收,而且避免了以往蓄电池频繁处于过充过放状态的缺陷,提高了蓄电池性能并延长了其使用寿命。

FMEA在燃料电池客车中的应用

针对燃料电池客车的动力系统进行了故障模式与影响分析(FMEA)。其结果表明,作为可靠性分析的重要手段,在该产品的设计初期进行FMEA分析,找出设计的薄弱环节,对于产品的可靠性的提高、系统的顺利开发以及后期的检修维护等均起到了极其重要的作用;同时,随着新产品的不断研制,其FMEA工作也逐渐深入和完善,这些工作的有效开展也必将为该产品的产业化提供有益保障。

基于遗传算法对燃料电池客车能量分配优化研究

以燃料电池为主要动力系统的汽车将是未来汽车发展的主要途径。以能量混合型为主体的串连式混合动力系统将燃料电池,直流逆变器,蓄电池和电机并联于母线上,能量将在这些部件中实现分配。为实现能量合理分配,本文首先以最小化燃料电池氢气消耗量和蓄电池SOC与目标SOC相差最小为目标函数,然后使用遗传算法对能量分配进行了优化并制成MAP图,最后对AD-VISOR汽车动力构型软件进行二次开发,使用优化MAP图对其进行了仿真,验证这种优化策略在应用上的可行性。

燃料电池客车高压电安全和氢安全设计

简要介绍某款燃料电池客车的主要技术参数及动力系统方案;提出该燃料电池客车高压电安全和氢安全设计措施。

燃料电池客车研发进展分析

通过分析国内外燃料电池客车的研发进展,指出寿命、成本和供氢基础设施是燃料电池客车产业化需要解决的关键问题,需要继续加大研发力度,才能加快产业化进程。

双动力系统燃料电池客车经济性优化设计

以燃料电池大客车为研究对象,根据其经济性、可靠性以及低成本的需求,提出了一种包含两套独立的燃料电池、直流/直流变换器及电机的双驱动动力系统结构形式.该结构在通过动力系统的冗余设计提高整车可靠性的同时,为进一步提高整车经济性的控制方法提供了更为广阔的空间.在此基础上,采用了遗传算法的优化方法,提出了一种双电机转矩优化分配控制策略,并通过路况实验验证了控制策略的有效性.