燃料电池发动机基本性能评价.DOCVIP

PAGE PAGE 36 燃料电池发动机基本性能评价 本报告根据几台燃料电池发动机的试验数据，对其基本性能进行了评价。评价过程中选取14个关键指标，分别涵盖了稳态性能，起动性能，动态性能以及常规性能。报告对每个指标都进行了评分，最后根据各指标的权重得到燃料电池发动机的综合得分。 一．指标权重的确定 1.层次结构图 2. 各层次指标权重 a.准则层指标两两比较的结果如下所示： A:准则层比较 稳态性能 起动性能 动态性能 常规性能 稳态性能 1 2 2 1 起动性能 1/2 1 1 1/2 动态性能 1/2 1 1 1/2 常规性能 1 2 2 1 由上面的结果我们得到准则层相对于目标层的判断矩阵如下: 求解过程矩阵A的最大特征值和它对应的特征向量，得到 ，x=[ 0.3333 0.1667 0.1667 0.3333] 一致性指标C.R=0=0.10，该判断矩阵A具有很好的一致性。 准则层性能指标 稳态性能 起动性能 动态性能 常规性能 所占权重 0.3333 0.1667 0.1667 0.3333 b. 考虑到稳态性能指标比较多，因此在进行指标两两比较之前有必要先对其进行一个初步的权重排序。对于一台发动机来说，稳定运行状态下所能发出的功率是衡量它好坏最重要的一个指标，这里用发动机的额定功率值来评价功率指标；其次就是发动机的稳态效率，由于FCV在实际中经常在常用工况下行驶，因此常用工况下的效率要比额定工况效率稍微重要一些；再次就是功率密度，最后是氢气利用率和噪声，而氢气利用率要比噪声稍微重要一些。稳态性能指标的重要性由高到低排序如下表所示： 重要性排序 1 2 3 4 5 6 7 稳态指标 FCE功率 FCE常用工况效率 FCE额定功率效率 FCE额定功率密度 电堆峰值功率密度 电堆氢气利用率 FCE噪声 根据重要性的初步排序，得到稳态性能指标两两比较的结果如下所示： B:燃料电池发动机稳态性能 发动机额定功率 发动机常用工况效率 发动机额定功率效率 发动机额定功率密度 电堆峰值功率密度 电堆最大氢气利用率 发动机噪声 发动机额定功率 1 2 3 3 4 5 5 发动机常用工况效率 1/2 1 2 2 3 4 4 发动机额定功率效率 1/3 1/2 1 1 2 3 3 发动机额定功率密度 1/3 1/2 1 1 2 3 3 电堆峰值功率密度 1/4 1/3 1/2 1/2 1 2 2 电堆最大氢气利用率 1/5 1/4 1/3 1/3 1/2 1 2 发动机噪声 1/5 1/4 1/3 1/3 1/2 1/2 1 由上面的结果我们得到准则层相对于目标层的判断矩阵如下: 求解过程矩阵B的最大特征值和它对应的特征向量，得到 ，x=[0.334 0.2179 0.1324 0.1324 0.0854 0.0548 0.043] 一致性指标C.R=0.0209=0.10，该判断矩阵B具有很好的一致性。 稳态性能性能指标 发动机额定功率 发动机常用工况效率 发动机额定功率效率 发动机额定功率密度 电堆峰值功率密度 电堆最大氢气利用率 发动机噪声 权重 0.334 0.2179 0.1324 0.1324 0.0854 0.0548 0.043 c. 起动性能指标两两比较的结果如下所示： C:起动性能 额定功率热起动时间 怠速热起动时间 怠速冷起动时间 额定功率热起动时间 1 1/2 2 怠速热起动时间 2 1 3 怠速冷起动时间 1/2 1/3 1 由上面的结果我们得到准则层相对于目标层的判断矩阵如下: 求解过程矩阵B的最大特征值和它对应的特征向量，得到 ，x=[0.2970 0.5396 0.1634] 一致性指标C.R=0=0.10，该判断矩阵C具有很好的一致性。 起动性能 额定功率热起动时间 怠速热起动时间 怠速冷起动时间 所占权重 0.2970 0.5396 0.1634 d. 动态性能指标两两比较的结果如下所示： D:动态性能 10％PE到90％PE热态响应时间 0％PE到50％PE热态响应时间 10％PE到90％PE热态响应时间 1 1/2 0％PE到50％PE热态响应时间 2 1 由上面的结果我们得到准则层相对于目标层的判断矩阵如下: ， 由此算得，x=[0.333 0.667] C.R=00.1，因此判断矩阵D也满足一致性要求。 动态性能 额定功率热起动时间 怠速热起动时间 所占权重 0.333 0.667 e. 常规性能指标两两比较的结果如下所示： E:常规性能 发动机绝缘性 发动机气密性 发动机绝缘性 1 1 发动机气密性 1 1 ，由此算得，x=[0.5 0.5] C.R=00.1，因此判断矩阵E也满足一致性要求。 常规性能 发动机绝缘性 发动机气密性 所占权重 0.5 0.5 得到指标