Optimal Sizing for Fuel Cell Hybrid Power Sources Under Reliability and Energy Performance Indexes

Das Kapitel untersucht die optimale Dimensionierung von Brennstoffzellen-Hybridkraftquellen für die elektrifizierte Mobilität und adressiert die Komplexität der Konstruktion von Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEV). Es führt einen Ansatz ein, der Partikelschwarmoptimierung (PSO) für die Systemgröße und Pontryagins Minimalprinzip (PMP) für die Energiemanagementstrategie (EMS) kombiniert. Diese Methode optimiert gleichzeitig Leistung, Kapazität und Reaktionszeit von Energiequellen und berücksichtigt dabei sowohl den Energieverbrauch als auch die Zuverlässigkeit. Ein wesentlicher Beitrag ist die Integration der Zuverlässigkeitsbewertung in den Konstruktionsprozess. Dabei wird ein Whöler-Ansatz zur Schadensmodellierung verwendet, um den Gesundheitszustand von Batterien und Brennstoffzellen abzuschätzen. Die Studie zeigt die Effektivität dieses multi-objektiven Ansatzes anhand umfangreicher Simulationen auf und zeigt die Zielkonflikte zwischen Energieeffizienz und Zuverlässigkeit unter verschiedenen Fahrbedingungen auf. Diese Arbeit liefert wertvolle Erkenntnisse für Konstrukteure, die HEV-Systeme optimieren wollen, und bietet eine umfassende Methodik, die Leistung und Zuverlässigkeit ausbalanciert.