30 kW燃料电池汽车发动机的设计

针对燃料电池汽车发动机各子系统主要参数匹配计算、方案设计及关键零/部件选型问题,依据燃料电池汽车发动机的设计指标要求,设计了一种基于质子交换膜的30 kW燃料电池汽车发动机。对燃料电池汽车发动机的各子系统,即电堆、空气供应系统、氢气供应系统、冷却系统和控制系统均进行了设计论述。依据GB/T 24554—2009《燃料电池发动机性能试验方法》,将设计的燃料电池汽车发动机在中汽中心进行了强制性检验测试,各项参数均达到了设计指标要求,证实了设计方案的合理性。     

轮胎非稳态侧偏特性对汽车操纵性的影响

以考虑胎体复杂变形的轮胎非稳态侧偏特性理论模型为基础,建立考虑轮胎非稳态侧偏特性的角输入汽车模型,分析轮胎非稳态侧偏特性对汽车操纵性的影响。     

可持续道路交通的挑战：电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的技术路线和产业化路线

可持续道路交通的关键在于开发清洁、高效、智能的新能源汽车,包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等.要成功开发这些新能源汽车有赖于正确的技术路线和产业化路线.根据作者30多年从事电动汽车研发的经验,指出研发电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的正确技术路线和产业化路线,供读者参考讨论.     

车辆质心纵向位置变化对车辆侧向响应的影响

建立基于非线性轮胎侧偏特性的四轮车辆数值模型,考虑轮胎垂直载荷的侧向转移,用该模型计算车辆转向角阶跃输入下的侧向速度和横摆角度速度响应,计算结果表明,侧向速度稳态值随车辆质心纵向位置近似成指数关系变化,随着车辆质心的前移,侧向速度的响应越快,但超调量也随之增加。     

基于多指标的燃料电池汽车动力系统参数匹配研究

针对燃料电池汽车研发中的动力系统参数匹配问题,基于整车动力性和经济性同步提升的目标,提出多指标的整车动力系统参数匹配设计方法。为了加快计算经济性指标,针对燃料电池汽车提出了快速动态规划算法,通过缩小搜索域和降低维度,使得计算耗时由传统动态规划算法的393. 33 min缩短到12. 52 min。以燃料电池汽车的动力性能和经济性能作为设计指标,通过计算初步确定动力系统参数范围,并利用正交试验法进行参数匹配优化设计。试验结果表明,按照所设计的动力系统参数,各项性能指标相比原车均有明显提升。     

一种增程式燃料电池汽车能量管理策略的应用

本文通过对某款传统汽车进行燃料电池增程式动力系统方案设计,并以此为试验对象,开展了用户实际工况下能耗最优的能量管理策略的应用。通过在车辆运行过程中根据用户实际驾驶工况的不同,自动适配调节高压蓄电池系统和燃料电池系统的输出模式、能量输出比率及功率输出比率,并与恒温器和功率跟随能量管理策略的应用结果进行对比,最终实现了更低的综合能量消耗率和更长的总续驶里程。     

基于驾驶模式划分的氢燃料电池汽车能量管理策略

氢燃料电池汽车的能量管理策略已成为确保满足整车动态响应要求、提升整车经济性的一项重要技术。在汽车实际运行中,不利的工作条件会使氢燃料电池的循环寿命急剧减少。针对影响氢燃料电池使用寿命的启停、怠速、大幅度变载和过载4种不利工作条件,依据汽车运行的速度和加速度将中国乘用车典型工况分为6种驾驶模式,在不同驾驶模式下对模糊控制输出的氢燃料电池需求功率进行限制;并通过多岛遗传算法对基于经验制定的驾驶模式划分标准进行优化,以达到降低氢气消耗的目的。在Cruise平台将基于模糊控制和基于驾驶模式划分的能量管理策略进行对比,验证了基于驾驶模式划分的能量管理策略可以有效减少氢燃料电池运行于不利工作条件的时间;在Isight平台使用多岛遗传算法对基于驾驶模式划分的能量管理策略进行优化,降低了氢气的消耗量。     

氢燃料电池汽车电动真空助力制动系统的动力学分析与测试

此研究以某型氢燃料电池汽车为例,对真空助力制动系统的制动性能进行了完整计算分析,并通过台架试验,表明所匹配的电动真空泵参数合理有效。从而为氢燃料电池汽车的电动真空助力制动系统的提供了设计理论与试验依据。通过此项研究初步建立了一套适合于燃料电池汽车辅助制动系统的匹配设计方法及评价系统,为今后汽车辅助制动系统的匹配设计与选型及自主开发起到了技术储备的效果。     

基于操纵稳定性的轮胎特性匹配汽车操纵逆动力学研究

利用MATLAB/Simulink,采用非线性轮胎模型,建立考虑载荷转移的二自由度汽车模型。在此基础上,基于逆动力学原理,使用神经网络理论方法,构建汽车前后轮胎特性与操纵稳定性评价指标之间的映射关系。结果表明,通过该方法构建的网络模型可以较准确地求出满足汽车操纵稳定性要求的前后轮胎侧偏刚度组合,进而指导汽车开发过程中的轮胎选择工作。     

[绿色设计]面向2020年的质子交换膜燃料电池汽车生命周期评价及预测

运用GaBi软件建模,以我国燃料电池技术2020年发展目标为基础,结合美国能源部2020年燃料电池汽车技术计划,对2020年我国燃料电池汽车的全生命周期节能减排绩效进行定量评价计算和预测分析。结果表明：2020年我国每台燃料电池汽车全生命周期平均矿产资源消耗量EADP(e)、化石能源消耗量FADP(f)和温室气体排放量QGWP分别为0.609 kg（锑当量）、3.99×105 MJ以及2.99×104 kg（CO2当量）。从其全生命周期来看,EADP(e)、FADP(f)与原材料获取阶段贵金属铂的生产、制氢技术以及燃料电池的效率有关,QGWP则主要来源于制氢过程中消耗的化石燃料和电能。降低燃料电池汽车对资源环境影响的有效措施有：加快研发关键材料及金属铂的高效回收策略,从而不断降低贵金属的消耗量;改进制氢技术,由化石能源主导变为可再生清洁能源主导;逐步优化电力结构,有效降低氢气压缩过程中的煤电消耗量等。     

燃料电池轿车车架设计

从燃料电池轿车车架的总体外形设计、车架结构、承载形式、车架材料、车架精确建模方法、车架设计中应满足的功能性和工艺性要求及车架分析计算等方面叙述了燃料电池轿车车架设计的方法和过程。     

车用燃料电池耐久性控制策略研究

为了提高车用燃料电池的耐久性,提出基于模糊控制和自适应FIR滤波控制的复合能量管理策略。通过设计以蓄电池SOC和整车需求功率与燃料电池高效区下限之差为模糊输入量,以燃料电池系统输出功率比例系数为输出量的模糊控制器,再通过自适应FIR滤波控制可以有效避免燃料电池因启停、持续低速和怠速工况以及动态循环工况导致的耐久性差的问题。将该复合能量管理策略与模糊控制能量管理策略进行仿真对比,结果表明,该复合能量管理策略保证了燃料电池的经济性,而且减少了引起燃料电池寿命衰减的工况,改善了其耐久性,同时保证了蓄电池的安全性。     

燃料电池车副车架结构强度与模态分析

某新改型设计的燃料电池车在原型车的基础上做了很大改进,副车架进行了全新的设计.并运用有限元分析软件Hyperworks对副车架进行了有限元建模,分析了副车架结构强度,计算了副车架的模态;强化振动试验验证有限元分析结果,反映了整车可能存在的问题.从理论和实践上为结构的进一步改进提供了有力依据.     

燃料电池车用旋涡风机叶轮模态分析

本文针对燃料电池车用旋涡风机存在进气口振动、噪声大等问题,对风机叶轮进行模态分析.先通过三维坐标仪对该旋涡风机叶轮曲面轮廓进行坐标测量,然后用CATIA软件进行三维建模,并利用有限元软件对叶轮进行模态分析,得出叶轮的各阶固有频率以及相应振型,并结合风机振动模态试验对仿真结果进行验证,分析了可能产生的共振频率,从而为有效控制旋涡风机振动噪声等问题提供理论依据.     

Optimal operation strategy development for fuel cell hybrid vehicle

An overall simulation model for fuel cell hybrid vehicle (FCHV) power train in parallel configuration using MATLAB/Simulink programming is constructed in this study. The model runs on power control strategy by using logic-threshold approach, achieved by the hybrid control unit (HCU) and fuel cell stack number. Using accelerator and decelerator pedal positions deduced from the driving schedule as the primary input, the simulation implements power flow and distribution under different vehicle operating modes. The HCU control strategy also incorporates regenerative braking and recharge for battery capacity recovery. Using the D-optimality method for experiment points selection and sequential quadratic programming (SQP) algorithm for obtaining the optimal operational parameters, three control threshold variables of HCU and optimal stack cell number are selected for hydrogen fuel economy under certain driving cycles. The proposed method provides optimized configurations of the FCHV model and the fuel cell stack, which has the capability in satisfying drive power request while satisfying vehicle driving schedule and battery state of charge (SOC) recovery with lower fuel consumption.     

燃料电池轿车操纵稳定性仿真分析

轿车改装燃料电池动力系统后,整车参数发生了变化,悬架也相应调整.文中在ADAMS/CAR中建立了某燃料电池轿车整车模型,通过驾驶员控制文件的定义对典型行驶工况进行仿真试验,根据国标对该车的操纵稳定性进行了综合评价.结果显示,由于整车参数变化及悬架的调整使得该车的不足转向特性偏弱,最后分析其原因并提出了改进措施.     

燃料电池轿车前副车架轻量化设计

建立了前副车架有限元分析模型,计算了前副车架在多种工况下的应力、应变分布,并对前副车架进行模态分析;将钢制前副车架改为镁合金轻质材料制作,并针对前副车架应力应变分布不均匀及2阶纵向弯曲模态不合理,进行结构的优化设计,实现了前副车架自身质量减轻46%;对轻量化设计后的前副车架进行了强度、刚度及模态验证,表明轻量化设计后的前副车架,在保证使用性能的前提下,实现了前副车架质量合理分配及强度、刚度合理匹配。     

燃料电池轿车后横向稳定杆的轻量化设计

为达到对后横向稳定杆减重的目的,讨论了两种减重方案,一种是将原来的实心杆做成空心结构,另一种是直接将稳定杆的外径减小.首先,用三维软件完成稳定杆的3维模型,再利用有限元分析软件HyperWorks分别分析和比较两种方案的应力与形变、模态及扭转刚度,最后在虚拟样机ADAMS中建立整车模型,通过典型工况模拟两种轻量化方案对整车性能的影响.在保证原车性能的前提下,优化选择适当的轻量化设计方案.