面向个性化需求的燃料电池测试台价值评估方法

针对不同个性化需求的燃料电池测试台(fuel cell test bench,FCTB)难以评价和量化评估的问题,提出一种基于改进和声搜索算法的FCTB价值评估方法.针对不同FCTB的个性化需求,建立了FCTB综合评估指标体系;结合用户的个性化需求,采用模糊层次分析法分配指标权重,构建价值定量评估模型,将权重求取问题转换为约束优化问题;提出一种改进和声搜索算法对问题进行求解,通过设计解向量生成机制和参数自适应调整策略,用于提高传统和声搜索算法的求解效率和搜索能力.仿真结果表明,本文方法在计算效率和精度方面具有优势,并能够根据不同的需求特性实现对FCTB方案做出定量的价值评估.

喷嘴布置对填料加湿器喷淋层布水效果的影响

为了提高150 kW质子交换膜氢燃料电池用填料加湿器的加湿效果以及设备紧凑性和经济性,对喷淋层的液体预分布效果进行了分析,研究了中心对称排布的1,3,5,7,9个喷嘴的喷嘴间距、喷嘴入射方向角对喷淋层液滴分布均匀性系数及最大喷淋高度的影响。结果表明:喷嘴间距显著影响液滴分布均匀性,存在最优间距使喷淋效果最好;改变喷嘴喷射方向角可以一定程度上增加3,5个喷嘴的液滴分布均匀性系数,但对7或9个喷嘴起到减弱作用。综合得出的最优分布条件为:采用7个喷嘴、设置喷嘴间距为0.16 m及方向角为0°。研究结果可为应用于大功率PEMFC电堆及其测试系统的填料加湿器喷淋层结构设计提供指导。

车用大功率燃料电池发动机进气系统控制

为满足100 kW大功率氢燃料电池发动机工作时气体供应需求,开发进气系统控制策略。首先对燃料电池电堆及进气系统进行建模,依托被控对象模型设计开发了“MAP前馈+PID反馈”的阴、阳极进气控制策略,采用单片电压状态与系统效率加权求和的方式标定阳极吹扫时间,并通过台架测试验证了该策略部署到实际控制器中的控制效果。结果显示,在稳态和瞬态工况中均实现了对压力和流量的快速响应,使得电流拉载速率提高到120和-170 A/s,阳极压力稳态和瞬态控制精度分别为98.93%和95.10%,全功率单片电压平均值为15 mV,一致性较好。基于测试数据标定搭建了阴极进气系统状态方程,开发了集成非线性扰动观测器和基于Lyapunov直接法的非线性控制器的进气方案,经MIL仿真测试显示了对空气进气控制目标的准确控制,为进一步提高控制系统响应精度提供了理论基础。

基于实车路谱的燃料电池堆台架耐久试验方法分析

文章主要研究目的为车用燃料电池堆在实际道路工况下的振动响应特性及台架试验验证方法的搭建,因此,基于实车采集了燃料电池堆在试验场8种强化坏路下的振动谱,分别计算了各路面对应的疲劳损伤谱,进而依据Miner损伤准则以及该车燃料电池堆的振动耐久目标,得到了台架等效耐久试验需要的随机振动功率密度谱,在台架上可等效模拟8种试验场强化坏路每轴108 h的振动耐久试验。同时,为了达到进一步加速试验的目的,文章将每轴振动耐久试验时长压缩至最低33 h,且台架加速耐久试验的功率密度谱产生的极限响应谱整体小于8种试验场强化坏路的冲击响应谱的最大响应谱,且保证燃料电池堆在开展台架加速耐久试验时,不会产生不切实际的高负荷载荷。因此,该研究提出了一种可以在台架上进行车载工况的振动研究,可以有效的缩减试验时间。

燃料电池汽车动力系统仿真试验台开发

为满足燃料电池汽车动力系统全部功率范围内精确加载及测试的需要,开发了燃料电池汽车动力系统仿真试验台,介绍了该试验台的系统方案及电源模拟技术和惯量模拟技术。该试验台以双向DC-DC变化器模拟燃料电池,以电模拟方式进行驶使阻力的模拟和控制,通过控制电机的速度变化率实现惯量模拟。通过调试试验,得到了设计预期的电源模拟和惯量模拟效果。

燃料电池车用可调频微穿孔消声器试验研究

本文中提出了一种用于燃料电池汽车空压机的可调频微穿孔消声器。首先,根据所设计的微穿孔消声器传递特性,拟合了第三腔穿孔段长度与消声器共振频率的关系式,选取两相混合式步进电机和滚珠丝杠作为调频执行机构,光电编码器作为调频系统反馈模块。然后,设计了适用于调频控制系统的模糊PID控制器,实现了第三腔穿孔段长度的实时调节,以改变微穿孔消声器的共振频率,拓宽其消声频带。最后,搭建了可调频微穿孔消声器的试验平台,通过试验验证了其在目标空压机稳态和瞬态工况下的降噪效果。结果表明,可调频消声器可有效降低空压机的阶次噪声,降噪幅度大于12dB,对宽频涡流噪声也有可观的降噪量,总声压级降低了6dB以上。

燃料电池耐久试验循环工况对比

介绍目前国内外几种主要的车用燃料电池堆耐久性台架试验循环工况及评价方法,对各种循环工况的构成要素、适用范围等方面进行了对比分析,得出美国能源部、同济大学、清华大学循环工况具有包含易造成车用燃料电池堆衰减的4个典型工况,HYZEM工况具有电流连续加载等工况的各自特点。

燃料电池系统控制器硬件在环测试平台开发

针对燃料电池系统控制器开发中实际燃料电池测试成本高、风险大等问题,提出了控制器硬件在环测试方法。首先分析ECU测试需求,建立了硬件在环测试平台的总体架构;其次进行软、硬件的设计与选型;最终基于NI-VeriStand对硬件在环测试平台进行集成,完成平台的搭建,并针对燃料电池的动态工况和稳态工况分别设计测试激励,将硬件在环测试结果与实际测试结果对比。结果表明:稳态工况空进压力误差小于8%,电堆电压误差小于5%;动态工况空进压力与电堆电压误差均小于5%,说明ECU硬件在环测试平台具有良好的稳态及瞬态性能,可以用于燃料电池控制器的开发。

燃料电池车用离心空压机测试系统设计

设计了一套燃料电池离心空压机性能测试系统,通过搭建试验台架,编写程序测试出空压机的性能参数,通过对比电堆所需的系统参数,来验证该空压机是否满足系统需求。

燃料电池发动机半实物仿真测试方法探究

针对燃料电池发动机测试方法存在的不足,分析了常见的恒功率和测功机台架两种试验法的优缺点,设计了基于MATLAB/Simulink仿真模型的新的燃料电池发动机测试方法,建立了燃料电池的经验模型,测试出其真实工况下的电流电压特性。该方法解决了常见测试法无法模拟汽车真实路况的问题,验证了燃料电池发动机半实物仿真方法的可行性和准确性。

质子交换膜燃料电池阳极系统零件特性研究

通过台架测试分别在不同负荷下对氢气循环泵以及引射器进行实验,研究氢气循环泵的质量流量、出口温度、进出口压差。针对两款引射器分别进行台架测试与分析,在氢气再循环系统采用双级引射器并联方案,使双级引射器在全负荷下完全取代氢气循环泵,减少氢气循环泵功率,提高电堆输出功率,减少燃料消耗。

某氢燃料电池巴士系统匹配设计

高效、纯净的氢燃料电池新能源巴士是近年来汽车领域中的热点.结合城际/城市巴士的道路交通工况和工程实际需求,本文研发了一种30kW的氢燃料电池与动力电池并联式的电电混合动力系统.该系统综合分析了多种电气拓扑架构组合的优劣势,依据理论计算和现有资源选择了各子系统相互匹配的参数,同时开发了该系统的测控软件.在此基础上,使用电流可调节的升压DC/DC变换器设计了功率分配控制器,实现了氢燃料电池输出功率连续可调节的功能.最后搭建了该系统的全尺寸试验台架进行部分试验,实验结果表明该系统满足实际功能需求.

燃料电池用气密性试验台的分析与开发

燃料电池的氢气泄漏和排放必须通过实际测试来确定,而不同的标准对其规定也有差异。为了满足燃料电池堆及系统的气密安全性测试,在分析相关标准要求的前提下,总结了试验台应该具有的功能要求,设计开发了气密性试验台,并对其具体构成和基本原理进行分析。对试验采用的保压法、稳压法和检漏液法测试气密和泄漏进行了说明。实际应用表明,开发的试验台可以满足当前国标中规定的测试需要,也可以满足开发过程中与产品气密相关的测试需要,但在操作便利性等方面需要进一步改进。

基于行驶工况的燃料电池客车匹配及验证

基于汽车的行驶工况和原电动车平台的基本参数提出了氢燃料电池客车的性能指标,基于性能指标和行驶工况进行燃料电池客车的动力系统的参数匹配。为验证参数匹配的有效性,首先在Matlab/Simulink和AVl Cruise搭建了联合仿真平台和基于规则的能量管理策略,最后在仿真平台上进行了参数匹配的验证。