燃料電池和電池老化能量管理策略的理論分析

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燃料電池和電池老化能量管理策略的理論分析

由于對非再生能源的依賴性增加，對環境問題關注的重視，使各企業對零排放能源（如PEM燃料電池等）的研究愈演愈烈。燃料電池電動汽車在減少成本和改進耐用性方面仍具有巨大的潛力。商業化的PEM燃料電池在汽車上應用的主要障礙是燃料電池的老化。為解決此問題，需要對燃料電池和電池之間的功率需求進行有效分配。通過有效地滿足功率需求，能量管理策略可以改善燃油經濟性、減緩燃料電池的老化。為改進燃料電池和電池的老化問題，本文采用“動態規劃”方法計算其極限。

動態規劃是運籌學的一個分支，是求解決策過程最優化的數學方法。基本思想是將待求解的問題分解為若干子問題（階段），按順序求解子階段，前一子問題的解，為后一子問題的求解提供了有用的信息。在求解任一子問題時，列出各種可能的局部解，通過決策保留那些有可能達到最優的局部解，丟棄其它局部解。依次解決各子問題，最后一個子問題就是初始問題的解。動態規劃算法所處理的問題是一個多階段決策問題，一般由初始狀態開始，通過對中間階段決策的選擇，達到結束狀態。

電池上的最大功率影響燃料電池堆和電池老化，可以使用動態規劃的優化算法進行評估。本文通過動態規劃算法在給定的循環周期內找到終極極限來改善燃料電池堆的老化。參考這些極限，輔助計算電動汽車上各種燃料電池和電池的經濟效益。對不同的動力總成成本分析表明，在公路駕駛條件下，最大功率為30kW和40kW的電池具有相同的成本，但在城市駕駛條件下最大功率為40kW的電池可節省高達10%的動力成本。

Frieder Herb et al. Electric Vehicle Symposium and Exhibition (EVS27), 2013 World 17-20 Nov.2013 Page (s):1–9.

編譯：倪媛媛