燃料電池混合動力汽車的能量管理策略

燃料電池混合動力汽車的能量管理策略

介紹了燃料電池混合動力汽車的能量管理策略。在研究使用的混合動力架構中，包括1個335Ah電池組用來提供直流電，并將1個2.5kW質子交換膜燃料電池作為擴充器，還包括1臺5kW感應式電機。試驗測試臺架包括1個吸入式質子交換膜燃料電池和1臺風扇。風扇用來控制空氣的相對濕度和溫度，并控制氧氣流量。以0.05MPa的固定壓力提供氫氣。質子交換膜燃料電池與直流總線之間通過直流/直流（DC/DC）的方式連接。轉換器與3.9kW·h的鉛酸電池組連接，用以控制質子交換膜燃料電池的電流。電子負荷（丹尼羅系列）和可控源（蘇蘭生 SGI 100）用于記錄功率分布。嵌入式電腦用于管理負荷、采集數據和控制算法的開發。

所研究的燃料電池混合動力汽車的能量管理策略主要包括兩個方面。①采用滯后功率分流策略和避免質子交換膜燃料電池在不同模式之間切換時產生的振動。滯后功率分流策略是利用電池充電狀態來實現的。質子交換膜燃料電池有3種操作模式：ME（低氫耗模式）、MP（充電模式）和OFF（或ON）。雙滯后觸發用于避免模式之間的快速切換。②車身穩定系統最佳工作點的確定基于功率和效率在線估計。車身穩定系統最佳工作點的確定，采用了自適應遞歸最小二乘算法和順序優化。能量管理策略模型的評估和識別包括半經驗模型識別、氫氣摩爾流識別和質子交換膜燃料電池的試驗評估。

在試驗功率曲線上可以看出，當電流為20A時MP的功率為320W。在試驗效率曲線上可以看出，當電流為13.2A時ME的效率為36%。并且，當采用滯后功率分流策略時，模式切換功能良好。

刊名：IET Electrical Systems in Transportation（英）

刊期：2016年第4期

作者：Khalid Ettihir

編譯：楊欣