大陆集团成功设计最优燃料电池系统

据外媒报道，随着人们对电动移动出行和电动汽车（ev）的兴趣日益高涨，确保电动汽车的日常实用性变得越来越重要。在于法国里昂举行的第32届electric vehicle symposium（evs32，5月20日－5月22日）上，大陆集团（continental）动力总成部门的专家展示了一系列实现更高效电动移动出行的创新技术。例如，系统级别的热管理（thermal management）可让汽车不论其周围环境温度如何，都能达到更长的续航里程。而且，大陆还首次展示了一辆基于现有的中型电动汽车打造的研究车。此外，大陆的燃料电池汽车解决方案可实现长途驾驶，特别适用于尺寸较大的汽车以及商用车。现在，大陆利用人工智能（ai）和群体智能原则设计出了最优的燃料电池系统。电子产品，特别是小型电动汽车和插电式混合动力车，对更高能量密度的需求会增加，此类车辆要求将更高能量水平和更多功能集成至更小的包装。此外，氮化镓（gan））等新型半导体材料非常有潜力，可实现高集成度的解决方案，例如可用于双向车载充电器。
不论温度如何，保证电动汽车的续航里程
当北半球冬季来临之时，新电动汽车车主会发现，在低于0℃的温度下，汽车的剩余续航里程可能比温度为20℃时少得多。从可用性的角度来看，将温度造成的损失降到最低是很重要的，大陆就展示了应对该挑战的解决方案。
大陆集团的热管理研究车配备了专门研发的多端口冷却剂流量控制阀（cfcv），冷却剂泵以及最新研发的电热换热器（etr）或智能加热器。此类部件协同工作收集车辆产生的热量和能量，再将热量和能量运输至有需求的地方，如此一来，可以减少对电池的能量需求，从而增长电动汽车的续航里程。取决于电池等核心部件的温度，热流可根据需求灵活地重新定向。例如，当温度太低，电池无法接收到换热器（再生制动）的电能时，智能加热器可加热座舱或电池，为此，智能加热器将把电能转换成热能，以满足需求。
新半导体材料氮化镓是一种非常具有潜力的解决方案，可实现更高的集成度
氮化镓材料的导电和开关损耗都较低，因而是电力电子领域内一项令人瞩目的技术。例如，双向气冷车载充电器中的gan可让充电效率达95％，从而减少充电时间，增加整体能源效率，反过来也提升了电动汽车的实用性。
人工智能技术加速燃料电池系统设计
燃料电池动力系统设计非常复杂，由两个电化学电源（燃料电池和电池）组成，而且此类电源通过至少一个dc／dc连接器连到逆变器和电机上。为了最大限度地实现动力系统的效率，需要找到最佳的运行策略，以在燃料电池和电池之间进行最佳的功率分配。大陆动力总成部门正采用ai和庞特里雅金最小值原理（pontryagin＇s minimum principle，pmp）优化算法，为已知的驾驶循环计算出最优的燃料电池系统和动力系统设计。通过利用其ai和群体智能技术，大陆的燃料电池专家发现并应用了智能控制原理，将电池－dc／dc链路中的能量损耗降低了约3．5％。
作者：余秋云

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