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1、安徽农业大学学报,2007,34(4):6002603JournalofAnhuiAgriculturalUniversity燃料电池城市客车动力系统的参数匹配研究①张炳力,朱可,江昊,代康伟(合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥230009)摘要:设计了一种新型的以燃料电池与超级电容混合为动力源的燃料电池城市客车(FCCB)的动力系统结构和控制策略,提出了其动力系统的匹配设计方法。在理论计算和工程分析的基础上,对其燃料电池、电机、超级电容以及传动系传动比进行了参数匹配,并用计算机对实例进行了仿真研究,结果表明这种方法可行有
2、效。关键词:燃料电池;城市客车;动力系统;参数匹配中图分类号:U462121文献标识码:A文章编号:16722352X(2007)0420600204ParametermatchingoffuelcellcitybuspowertrainZHANGBing2li,ZHUKe,JIANGHao,DAIKang2wei(SchoolofMechanical&AutomotiveEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009)Abstract:Thepowertrainfra
3、meworkandcontrolstrategyofanewmodeloffuelcellcitybus(FCCB)whichcombinesfuelcellwithultracapacitorasthepowersourceswereputforward.Philosophiesofmatchingpowertrainparametersarepresented.Therelatedparametersoffuelcell,motor,ultracapacitorandthegearratioofdrivelinewere
4、designedonthebasisoftheorydeductionandengineeringanalysis.Simulationofthematchingwascarriedout.Efficiencyofthepowertrainanddynamicperformanceofthevehicleareconfirmed.Themethodisdemonstra2tedtobefeasibleandvalid.Keywords:fuelcell;citybus;powertrainsystem;parameterma
5、tching来自能源问题和环境污染的压力促使全球各国车型的基础上,对其动力系统进行改造或者局部的都竞相寻求新型城市交通工具动力装置。燃料电池重新设计。FCCB的动力源与传统内燃机汽车的动具有如下突出的优点:(1)效率高(尤其在中低负荷力源有着本质的区别,由此带来动力系统的一系列时,可达50%～60%);(2)清洁无污染;(3)振动噪变化。FCCB动力系统参数的匹配是一个多变量多声小,结构简单,易维护;(4)燃料可以不依赖石油目标优化问题,它涉及性能要求、工况选择、控制策[1]资源,具有较强的动力性能等。燃料电池城市客略、成本
6、等诸多因素,在精确的理论模型和工程分析车(fuelcellcitybus,FCCB)被认为是未来城市客车的基础上,对其进行建模仿真分析,能够得到较理想的主流。欧洲清洁城市运输项目(CUTE)中,27辆的效果。[2]燃料电池巴士正行驶在欧洲7国9个城市里;在1动力系统选型及控制策略北京,首条燃料电池公交车路线已于2005年11月投入示范运行;北美、日本的各大汽车公司也纷纷投燃料电池城市客车的动力性能主要取决于动力入力量进行燃料电池客车的研发。系统参数匹配、控制策略及其各部件的特性等。电动当前研究的FCCB,多是在某些成熟的内燃
7、机公交车行驶于城市道路,城市道路上对最高车速的①收稿日期:2006206226基金项目:国家“863”项目(2006AA11A109,2006AA11A115)和合肥工业大学科学研究与发展基金(062106)资助。作者简介:张炳力(1968-),男,博士,副教授。34卷4期张炳力等燃料电池城市客车动力系统的参数匹配研究601[4]要求不高,但需要频繁的启动和制动,在城市工况再驶要求,如公式(1)所示。[3]3生制动能量可以使公交车效率提高约25%。为了1GfuaCDAuaPe=(+)(1)节约能量以提高其行驶里程,要求电动车
8、具有制动ηT360076140能量再生能力。根据设计要求,本研究所选用的整车式中:ηT为传动系效率,G为整车满载重量,f为滚相关参数及动力性能如下:整备质量(m0)10400动阻力系数,CD为风阻系数,A为迎风面积。-1kg,满载质量(ma)14000kg,车轮滚动半径(r)FCCB最高车
