一种燃料电池混合动力系统综合性能测试评价方法

本发明涉及燃料电池汽车试验领域，具体涉及一种燃料电池混合动力系统综合性能测试评价方法。

背景技术：

1、目前，燃料电池混合动力汽车由于零排放、续驶里程长、燃料加注便捷等诸多优点，被认为是新能源汽车的最终解决方案。在对燃料电池混合动力汽车的性能进行评价时，混合动力系统的综合性能评价尤为重要，也是消费者较为关心的。由于燃料电池混合动力系统具有燃料电池和动力电池两个动力源，相比于单一动力源的汽车，混合动力系统的性能指标更为繁琐，综合性能的评价难度在于建立一个全面的、合理的评价体系和评分规则。由于燃料电池汽车还处于发展初期阶段，对于混合动力系统相关的测试方法和评价体系尚不完善。因此需要探究一套针对燃料电池混合动力系统综合性能的测试评价方法，服务于各汽车厂商、科研单位以及消费者全面直观的了解燃料电池混合动力系统的综合性能。

2、在公开的专利和科技文献中，发明专利(公开号cn 107340441 a)“一种燃料电池汽车动力总成集成测试系统”公开了一种燃料电池汽车动力总成集成测试系统，该测试系统包括燃料电池轿车动力系统、环境与负载模拟系统、控制系统三部分，从而进行燃料电池系统、动力总成的测试任务；但该系统的测试任务主要面向燃料电池系统的性能测试，对混合动力系统性能的测试任务较少，并不能体现混合动力系统的综合性能。

3、发明专利(公开号cn 112508317 a)“一种基于多源动力总成车型驾驶性主客观关联评分方法”公开了一种利用不同工况下车辆行驶信息及驾驶员操作信息识别工况并进行绘图，提取特征指标并评分，然后基于分层分析法进而得到车辆整体驾驶性评分的方法；但该评分方法只能对混合动力系统整车层面进行评价，不能对的混合动力系统子系统层面进行评价，所以并不能体现混合动力系统的综合性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供燃料电池混合动力系统综合性能测试评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：燃料电池混合动力系统综合性能测试评价方法，所述评价方法包括顺次进行的以下步骤：

3、步骤a.建立三层评价指标，分别为目标层、准则层、子准则层；

4、步骤b.对子准则层的各项指标性能进行测试，得到测试结果；

5、步骤c.采用主观打分法对子准则层中每项指标的测试结果进行评定打分；

6、步骤d.采用层次分析法确定准则层和子准则层各评价指标的权重向量系数；

7、步骤e.将步骤c中获得的各评价指标的评定打分，与步骤d中得到各评价指标的权重向量系数逐层进行加权计算得到综合性能评分。

8、优选的，所述的目标层包括燃料电池混合动力系统主观评价指标a1；所述的准则层包括动力性评价指标b1、经济性评价指标b2、耐久性评价指标b3、电磁兼容性评价指标b4、混合动力系统效率评价指标b5、动态性能评价指标b6、环境适应性评价指标b7。

9、优选的，在步骤c中，由n位专业测评师对步骤b中得到的各子准则层中所有指标的测试结果采用主观打分法进行打分；并将n位专业测评师所打分数求取平均值，第1个子准则层各平均值组成向量cscore1……第7个子准则层各平均值组成向量cscore7；得到cscore1……cscore7共7个向量。

10、优选的，在步骤d中，层次分析法按以下步骤顺次进行：

11、步骤d-1：由n位专家对准则层中各个指标两两进行相互比较相对于目标层的重要程度，重要程度的比较结果用9个标度表示，分别定义为同等重要、相邻判断中值ⅰ、稍微重要、相邻判断中值ⅱ、明显重要、相邻判断中值ⅲ、强烈重要、相邻判断中值ⅳ、极端重要；按照标度顺序分别赋值数字1至数字9；根据n位专家赋予的标度构造出准则层各个指标两两相互比较相对于目标层的重要程度的判断矩阵p1；

12、步骤d-2：对子准则层中属于同一个准则层的各个指标重复步骤d-1，得到属于同一个准则层的各个指标两两进行相互比较相对于准则层的重要程度；根据n位专家赋予的标度构造出7个子准则层中属于同一个准则层的各个指标两两进行相互比较相对于准则层的重要程度的判断矩阵zp1……zp7；

13、步骤d-3：计算判断矩阵p1中每行元素各自的乘积m1……m7；其中m1,用式(1-1)表示；

14、

15、式中：在判断矩阵p1中，第k行第j列元素记作akj，a1j表示判断矩阵p1中第1行第j列元素；

16、以此类推，用式(1-1)所述的方法计算判断矩阵p1中第二行至第七行元素的乘积值m2……m7；

17、计算m1的7次方根值，标记为用式(1-2)表示；

18、

19、以此类推，用式(1-2)所述的方法计算m2……m7的7次方根值，标记为

20、将进行归一化处理得到特征值w1，用式(1-3)表示；

21、

22、依次类推，对进行归一化处理得到特征值w2……w7，将w1……w7按照顺序排列得到特征向量wp1，即准则层的相对权重向量；

23、步骤d-4：将步骤d-3中的判断矩阵p1依次替换为zp1……zp7，分别得到判断矩阵zp1……zp7各自的特征向量wzp1……wzp7，即各子准则层的相对权重向量；

24、步骤d-5：计算判断矩阵p1的最大特征根p1_λmax，根据最大特征根p1_λmax计算出一致性指标p1_ci；根据一致性指标p1_ci和平均随机一致性指标ri计算相对一致性指标p1_cr；

25、步骤d-6：将步骤d-5中的判断矩阵p1依次替换为zp1……zp7，分别得到相对一致性指标zp1_cr……zp7_cr；

26、步骤d-7：依据得到的相对一致性指标p1_cr、zp1_cr……zp7_cr的数值进行一致性检验。

27、优选的，在步骤e中，将步骤c中获得的子准则层打分向量cscore1……cscore7与步骤d-4中得到的子准则层指标权重向量wzp1……wzp7依次对应相乘得到准则层得分向量bscore；将准则层得分向量bscore与准则层指标权重向量wp1相乘得到燃料电池混合动力系统主观评价指标a1的综合得分ascore；将综合得分ascore划分为四个等级，分别为不合格、合格、良好、优秀。

28、优选的，所述的步骤d-5中，计算判断矩阵p1最大特征根p1_λmax,用式(1-4)表示：

29、

30、式中：(pw)1……(pw)7表示判断矩阵p1与特征向量wp1相乘得到列向量的第1至7个元素；7表示判断矩阵p1的阶数；

31、所述步骤d-5中，计算判断矩阵p1一致性指标p1_ci，用式(1-5)表示；

32、

33、式中：7表示判断矩阵p1的阶数；

34、优选的，所述步骤d-5中，计算判断矩阵p1相对一致性指标p1_cr，用式(1-6)表示；

35、

36、上式中ri＝1.36；

37、优选的，所述的步骤d-7中，当p1_cr、zp1_cr……zp7_cr均小于0.1时，判断矩阵满足一致性；否则需要重新赋值，使判断矩阵满足p1_cr、zp1_cr……zp7_cr均小于0.1，令判断矩阵满足一致性。

38、优选的，所述b1下的子准则层包括最高车速c1、加速性能c2、最大爬坡度c3、爬坡车速c4；所述b2下的子准则层包括氢气消耗量c5、电能消耗量c6、再生制动能量回收率c7；所述b3下的子准则层包括燃料电池系统耐久性c8、动力电池系统耐久性c9、驱动电机系统耐久性c10；所述b4下的子准则层包括燃料电池系统电磁兼容性c11、动力电池系统电磁兼容性c12、驱动电机系统电磁兼容性c13；所述b5下的子准则层包括燃料电池系统效率c14、动力电池系统效率c15、驱动电机系统效率c16；所述b6下的子准则层包括燃料电池系统动态响应性能c17、动力电池系统动态响应性能c18、驱动电机系统动态响应性能c19、双动力源系统动态响应性能c20；所述b7下的子准则层包括燃料电池系统高低温适应性c21、动力电池系统高低温适应性c22、驱动电机系统高低温适应性c23、燃料电池系统低温冷启动性能c24。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对燃料电池混合动力系统建立层次分明的多层次评价模型，完善了燃料电池汽车评价体系；通过考虑混合动力系统整车层面的性能，并考虑混合动力系统中的燃料电池系统、动力电池系统、驱动电机系统三个子系统的特点来综合构建评价模型；所提出的评价模型可以较全面的体现混合动力系统的综合性能，所提出的评价方法对车辆混合动力系统性能进行客观的综合评价，为汽车零部件厂商提供指导，加快研发进度，降低成本；通过此评价方法，便于消费者全面、直观的了解燃料电池混合动力系统的综合性能，加快燃料电池汽车推广发展。