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

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟(jì)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(xué)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(biāo)，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于燃料電池車內(nèi)氫氣存儲量的限制，實時準(zhǔn)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(lǐng)域尚缺乏有效預(yù)測氫燃料電池汽車剩余里程的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中氫燃料電池汽車領(lǐng)域尚缺乏有效預(yù)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(yù)測方法。

一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預(yù)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mh2及理想氣體常數(shù)r，根據(jù)公式m1＝pvmh2/rt，計算出儲氫瓶內(nèi)剩余的氫氣質(zhì)量m1；

2)設(shè)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(yīng)通常是通過儲氫瓶與導(dǎo)氣管間的壓力差驅(qū)動，維持氫氣的供應(yīng)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(shè)定與氫氣的供應(yīng)速率m有關(guān)，優(yōu)選的，儲氫瓶內(nèi)氫氣質(zhì)量的下限值m0設(shè)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(dāng)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(dāng)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(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能，進(jìn)而驅(qū)動汽車前進(jìn)。氫燃料電池汽車的行駛過程即對應(yīng)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(yīng)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(guān)系t＝s/u，故可通過s＝ut＝mu/m來預(yù)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(jìn)行實時預(yù)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(yù)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＝pvmh2/rt(mh2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(shè)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(shè)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mmax的10％。

檢測氫燃料電池汽車當(dāng)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(dāng)前的氫氣消耗速率m對應(yīng)的行駛速度u，根據(jù)s＝ut預(yù)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(hù)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(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種氫燃料電池汽車剩余里程的實時預(yù)測方法，通過檢測儲氫瓶內(nèi)的氣體壓強P與氣體溫度T，結(jié)合儲氫瓶容量V，計算出儲氫瓶內(nèi)的剩余氫氣質(zhì)量M1；檢測燃料電池汽車當(dāng)前的氫氣消耗速率m，根據(jù)t＝(M1?M0)/m，計算出以當(dāng)前速度u持續(xù)行駛至儲氫瓶氫氣質(zhì)量下限值M0的時間t；最后根據(jù)S＝ut預(yù)測汽車的剩余里程S。本發(fā)明的氫燃料電池剩余里程的實時預(yù)測方法簡單方便，能夠?qū)淙剂想姵仄嚤３脂F(xiàn)有駕駛模式還能行駛的里程進(jìn)行實時在線的準(zhǔn)確預(yù)測，避免燃料電池汽車發(fā)生因氫氣耗盡而半路拋錨的狀況，提高氫燃料電池汽車的運行可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：李麗;貝紹軼;李國慶;鄭焱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇理工學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.08
技術(shù)公布日：2017.10.03