CN107225985A - 一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法 - Google Patents
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Abstract
一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法，通过检测储氢瓶内的气体压强P与气体温度T，结合储氢瓶容量V，计算出储氢瓶内的剩余氢气质量M1；检测燃料电池汽车当前的氢气消耗速率m，根据t＝(M1‑M0)/m，计算出以当前速度u持续行驶至储氢瓶氢气质量下限值M0的时间t；最后根据S＝ut预测汽车的剩余里程S。本发明的氢燃料电池剩余里程的实时预测方法简单方便，能够对氢燃料电池汽车保持现有驾驶模式还能行驶的里程进行实时在线的准确预测，避免燃料电池汽车发生因氢气耗尽而半路抛锚的状况，提高氢燃料电池汽车的运行可靠性。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池汽车技术领域，具体涉及一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法。
背景技术
随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，全国汽车保有量呈快速上升趋势。汽车的大量使用在方便了人们日常出行的同时，也极大的加剧了化石能源危机、环境污染等问题。为了人类社会的可持续发展，开发新能源清洁动力汽车已势在必行。
氢燃料电池汽车以可再生资源氢气为能源，通过燃料电池将氢气中的化学能转化为电能，排放产物为水，真正实现了“零排放、无污染”的目标，具有广阔的应用前景。由于燃料电池车内氢气存储量的限制，实时准确了解氢燃料电池汽车的剩余里程，对于避免氢燃料电池汽车发生由于氢气耗尽而半路抛锚的现象，提高氢燃料电池汽车的运行可靠性，具有重要意义。但现有的氢燃料电池汽车领域尚缺乏有效预测氢燃料电池汽车剩余里程的方法。
发明内容
为解决现有技术中氢燃料电池汽车领域尚缺乏有效预测氢燃料电池汽车剩余里程的方法，可能会出现氢气耗尽而半路抛锚的现象的缺陷，本发明提供一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法。
一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法，包括如下步骤：
1)、在氢燃料电池汽车的行驶过程中，检测车上储氢瓶内的气体压强P与气体温度T，结合已知的储氢瓶容量V、氢气的摩尔质量MH2及理想气体常数R，根据公式M1＝PVMH2/RT，计算出储氢瓶内剩余的氢气质量M1；
2)设定储氢瓶内氢气质量的下限值为M0，根据公式M＝M1-M0计算出可利用氢气质量M；氢气由储氢瓶向燃料电池内的供应通常是通过储氢瓶与导气管间的压力差驱动，维持氢气的供应速率m需要储氢瓶内的氢气压力维持在一定数值以上，即储氢瓶内的剩余氢气质量存在下限值M0，下限值M0的设定与氢气的供应速率m有关，优选的，储氢瓶内氢气质量的下限值M0设定为储氢瓶氢气额定质量Mmax的 10％；
3)、检测燃料电池汽车当前的氢气消耗速率m，计算出以该速率消耗氢气至结束的时间t＝M/m；
4)、检测燃料电池汽车当前的行驶速度u，根据公式S＝ut计算出剩余里程S。
本发明的工作原理为：
氢燃料电池汽车以氢气为能源，通过燃料电池将氢气中的化学能转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能，进而驱动汽车前进。氢燃料电池汽车的行驶过程即对应着氢燃料电池的放电过程，氢燃料电池汽车的行驶速度u也对应着氢气消耗速率m。由于氢气在消耗速率m下的剩余时间t(＝M/m)同时与剩余里程S存在关系t＝S/u，故可通过S＝ut＝Mu/m来预测氢燃料电池汽车的剩余里程。
有益效果：本发明通过对车载储氢瓶内气体压强与温度，燃料电池氢气消耗速率，燃料电池汽车行驶速度等参数的检测，对氢燃料电池汽车的剩余里程进行实时预测，有效避免氢燃料电池汽车发生由于氢气耗尽而半路抛锚的现象，使得氢燃料电池汽车的运行可靠性大大增强。
附图说明
图1是本发明实施例中一种氢燃料电池汽车剩余里程的预测方法的流程图。
具体实施方式
实施例
首先，在氢燃料电池汽车行驶过程中，检测储氢罐内的气体压强 P与气体温度T，结合已知的储氢罐容量V，计算出储氢罐内的剩余氢气质量M1，公式如下：
M1＝PVMH2/RT(MH2为氢气的摩尔质量，R为常量)
获取储氢瓶内的剩余氢气质量M1后，结合所设定的储氢瓶氢气质量的下限值M0，根据M＝M1-M0计算储氢瓶内可利用的氢气质量 M，这里我们设定储氢瓶氢气质量的下限值M0为储氢瓶额定氢气质量Mmax的10％。
检测氢燃料电池汽车当前的氢气消耗速率m，根据t＝M/m计算以速率m消耗氢气至结束的时间。
检测与氢燃料电池汽车当前的氢气消耗速率m对应的行驶速度 u，根据S＝ut预测该氢燃料电池汽车的剩余里程。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何未脱离本发明原理和宗旨所做的变更或替换均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、在氢燃料电池汽车的行驶过程中，检测车上储氢瓶内的气体压强P与气体温度T，结合已知的储氢瓶容量V、氢气的摩尔质量MH2及理想气体常数R，根据公式M1＝PVMH2/RT，计算出储氢瓶内剩余的氢气质量M1；
2)设定储氢瓶内氢气质量的下限值为M0，根据公式M＝M1-M0计算出可利用氢气质量M；
3)、检测氢燃料电池汽车当前的氢气消耗速率m，计算出以该速率消耗氢气至结束的时间t＝M/m；
4)、检测燃料电池汽车当前的行驶速度u，根据公式S＝ut计算出剩余里程S。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池汽车剩余里程的实时预测方法，其特征在于，所述步骤2)中储氢瓶内氢气质量的下限值M0设定为储氢瓶氢气额定质量Mmax的10％。
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