【摘 要】
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能源和环境是当前制约交通运输业发展的重要因素,燃油高、污染大的重型商用车的新能源化势在必行,氢燃料电池作为一种燃料可再生的绿色车载驱动装置,对缓解当下能源窘境具有重要的意义。本文以配备燃料电池和蓄电池的燃料电池混合动力商用车为研究对象,通过仿真分析的方法,研究车辆动力系统关键参数整定、能量源选型以及能量管理策略三方面的内容,论文的主要结构如下:（1）以一款燃料电池商用车基本参数为依据,建立车辆动力
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能源和环境是当前制约交通运输业发展的重要因素,燃油高、污染大的重型商用车的新能源化势在必行,氢燃料电池作为一种燃料可再生的绿色车载驱动装置,对缓解当下能源窘境具有重要的意义。本文以配备燃料电池和蓄电池的燃料电池混合动力商用车为研究对象,通过仿真分析的方法,研究车辆动力系统关键参数整定、能量源选型以及能量管理策略三方面的内容,论文的主要结构如下:（1）以一款燃料电池商用车基本参数为依据,建立车辆动力传动系统、驱动电机及复合能量源（包含燃料电池和蓄电池）的数学模型,并在此基础上进行车辆工作模式分析。（2）为了体现实际行驶工况的随机性,基于重型商用车典型行驶工况的聚类分析建立了一种长航时随机工况。动力系统关键参数的整定主要包含传动系统传动比及电机最大转矩、最大转速三个参数的整定,以构建的长航时随机工况为基础,搭建了一种分层优化结构,在上层中,粒子群算法被采用以获得最优的传动比,在下层中,采用参数扫描的方法获得最优的电机最大转矩和最大转速。能量源选型主要包含燃料电池选型及单体蓄电池数量的确定,为了工作的实用性,采用参数扫描的方法对整个搜索优化区域进行寻优,在此过程中,基于动态规划算法的全局优化策略被应用于车辆的能量管理系统中以获得更具优化潜力的能量源配比关系,同时,为了处理氢耗与整车成本的关系,以车辆百公里运行成本构建了目标函数,在所构造的成本函数约束下,能量源的最佳数量级分别被选定为100k W和105个。（3）在本文的最后,研究了基于模型预测控制的燃料电池商用车能量管理策略,采用不同预测长度的径向基函数神经网络作为速度预测器,并评估了不同预测长度下的车辆油耗。仿真结果显示,在WHVC工况下,系统的最优预测长度为20s,此状态下的氢耗与基于动态规划的能量管理策略相差7.4%,而在CSCHVR工况下,该数据分别为15s和8.9%。
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