[發(fā)明專利]一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預測方法

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• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN107225985A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 李麗;貝紹軼;李國慶;鄭焱
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學院
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60W40/105
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務所(普通合伙)32231
• 代理人: 李帥

技術領域

本發(fā)明屬于燃料電池汽車技術領域，具體涉及一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預測方法。

背景技術

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，全國汽車保有量呈快速上升趨勢。汽車的大量使用在方便了人們?nèi)粘３鲂械耐瑫r，也極大的加劇了化石能源危機、環(huán)境污染等問題。為了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)新能源清潔動力汽車已勢在必行。

氫燃料電池汽車以可再生資源氫氣為能源，通過燃料電池將氫氣中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，排放產(chǎn)物為水，真正實現(xiàn)了“零排放、無污染”的目標，具有廣闊的應用前景。由于燃料電池車內(nèi)氫氣存儲量的限制，實時準確了解氫燃料電池汽車的剩余里程，對于避免氫燃料電池汽車發(fā)生由于氫氣耗盡而半路拋錨的現(xiàn)象，提高氫燃料電池汽車的運行可靠性，具有重要意義。但現(xiàn)有的氫燃料電池汽車領域尚缺乏有效預測氫燃料電池汽車剩余里程的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術中氫燃料電池汽車領域尚缺乏有效預測氫燃料電池汽車剩余里程的方法，可能會出現(xiàn)氫氣耗盡而半路拋錨的現(xiàn)象的缺陷，本發(fā)明提供一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預測方法。

一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預測方法，包括如下步驟：

1)、在氫燃料電池汽車的行駛過程中，檢測車上儲氫瓶內(nèi)的氣體壓強P與氣體溫度T，結(jié)合已知的儲氫瓶容量V、氫氣的摩爾質(zhì)量M_H2及理想氣體常數(shù)R，根據(jù)公式M₁＝PVM_H2/RT，計算出儲氫瓶內(nèi)剩余的氫氣質(zhì)量M₁；

2)設定儲氫瓶內(nèi)氫氣質(zhì)量的下限值為M₀，根據(jù)公式M＝M₁-M₀計算出可利用氫氣質(zhì)量M；氫氣由儲氫瓶向燃料電池內(nèi)的供應通常是通過儲氫瓶與導氣管間的壓力差驅(qū)動，維持氫氣的供應速率m需要儲氫瓶內(nèi)的氫氣壓力維持在一定數(shù)值以上，即儲氫瓶內(nèi)的剩余氫氣質(zhì)量存在下限值M0，下限值M0的設定與氫氣的供應速率m有關，優(yōu)選的，儲氫瓶內(nèi)氫氣質(zhì)量的下限值M₀設定為儲氫瓶氫氣額定質(zhì)量Mmax的 10％；

3)、檢測燃料電池汽車當前的氫氣消耗速率m，計算出以該速率消耗氫氣至結(jié)束的時間t＝M/m；

4)、檢測燃料電池汽車當前的行駛速度u，根據(jù)公式S＝ut計算出剩余里程S。

本發(fā)明的工作原理為：

氫燃料電池汽車以氫氣為能源，通過燃料電池將氫氣中的化學能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，進而驅(qū)動汽車前進。氫燃料電池汽車的行駛過程即對應著氫燃料電池的放電過程，氫燃料電池汽車的行駛速度u也對應著氫氣消耗速率m。由于氫氣在消耗速率m下的剩余時間t(＝M/m)同時與剩余里程S存在關系t＝S/u，故可通過S＝ut＝Mu/m來預測氫燃料電池汽車的剩余里程。

有益效果：本發(fā)明通過對車載儲氫瓶內(nèi)氣體壓強與溫度，燃料電池氫氣消耗速率，燃料電池汽車行駛速度等參數(shù)的檢測，對氫燃料電池汽車的剩余里程進行實時預測，有效避免氫燃料電池汽車發(fā)生由于氫氣耗盡而半路拋錨的現(xiàn)象，使得氫燃料電池汽車的運行可靠性大大增強。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中一種氫燃料電池汽車剩余里程的預測方法的流程圖。

具體實施方式

實施例

首先，在氫燃料電池汽車行駛過程中，檢測儲氫罐內(nèi)的氣體壓強 P與氣體溫度T，結(jié)合已知的儲氫罐容量V，計算出儲氫罐內(nèi)的剩余氫氣質(zhì)量M₁，公式如下：

M₁＝PVM_H2/RT(M_H2為氫氣的摩爾質(zhì)量，R為常量)

獲取儲氫瓶內(nèi)的剩余氫氣質(zhì)量M₁后，結(jié)合所設定的儲氫瓶氫氣質(zhì)量的下限值M₀，根據(jù)M＝M₁-M₀計算儲氫瓶內(nèi)可利用的氫氣質(zhì)量 M，這里我們設定儲氫瓶氫氣質(zhì)量的下限值M₀為儲氫瓶額定氫氣質(zhì)量M_max的10％。

檢測氫燃料電池汽車當前的氫氣消耗速率m，根據(jù)t＝M/m計算以速率m消耗氫氣至結(jié)束的時間。

檢測與氫燃料電池汽車當前的氫氣消耗速率m對應的行駛速度 u，根據(jù)S＝ut預測該氫燃料電池汽車的剩余里程。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何未脫離本發(fā)明原理和宗旨所做的變更或替換均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。