燃料電池電動汽車的動態建模與非線性控制

燃料電池電動汽車的動態建模與非線性控制

對燃料電池電動汽車（FCEV）的HPS（液壓助力轉向）與拓撲動力系統的非線性進行了研究。由于燃料電池在瞬態工況下的響應很慢，因此組合了2種類型的HPS來獲得較高的功率密度和能量密度，并將它們進行了對比：①燃料電池作為主要能源，超級電容（UC）作為輔助動力源；②燃料電池作為主要能源，電池和UC作為輔助動力源。燃料電池與直流環節通過直流轉換器進行連接，同時2個升壓電路轉換器分別將UC和電池連接到直流環節。基于子系統的非線性行為搭建了帶有不同HPS的FCEV動態模型。該動態模型的主要目的是設計一個控制器，同時控制交流/直流轉換器，并考慮了HPS和直流轉換器的非線性行為。本文基于李雅普諾夫原理提出了一個非線性控制方法，以達到下述控制目的：①直流環節電壓的調節；②燃料電池基準電流的定義；③電源基準電流的完整跟蹤。同時，確保在各種條件下閉環系統的漸近穩定性。對本文所提出控制器的性能通過數字化仿真來進行驗證及對比。仿真結果顯示，UC和電池可以輔助燃料電池來滿足負荷需求，并提升自身性能。本文提出的控制系統在當前FCEV中是最先進的。

刊名：International Journal of Hydrogen Energy（英）

刊期：2016年第4期

作者：Mahdi Rajabzadeh et al

編譯：于雅靜