基于自適應濾波的燃料電池混合動力系統多能源管理策略研究①

胡 帥 趙玉蘭 李正輝 魏永琪 贠海濤

(青島理工大學機械與汽車工程學院 青島 266520)

0 引 言

隨著全球環境污染問題的日益嚴重以及化石能源的日漸枯竭，發展無污染可再生的新能源汽車是大勢所趨。在所有的新能源汽車中，發展燃料電池汽車是一個被公認的終極目標[1]。但是由于燃料電池啟動和運行的動態響應較慢，難以滿足車輛行駛過程中需求功率的快速變化，所以把燃料電池和一個或多個輔助能量源混合使用是解決這一問題的重要方法[2]。燃料電池混合動力系統的參數匹配、能量管理策略及其各部件的性能將決定整車的動力性和經濟性[3]。其中能量管理策略研究的是如何最優地在各能量源之間分配負載電流，因此合適的能量管理策略對整車的動力性和經濟性有著重大影響[4]。能量管理策略有多種，目前被研究和應用較多的包括負載跟隨控制策略、基于有限狀態機優化的控制策略、基于模糊控制系統的自適應能量管理、等效氫耗優化控制、基于神經網絡或動態規劃的能量管理策略等[5-8]，但是這些能量管理策略要么沒有充分考慮實際行駛工況大幅度瞬變的負載電流對燃料電池和蓄電池的沖擊，要么過于復雜而需要大量的計算工作。在整車能量管理策略中，應該考慮到準確性和簡單性之間的折衷[9]。

本文針對包含3種能量源混合動力系統，在基于濾波的能量管理策略[10]的基礎上，為保證實際駕駛條件下實現最佳的功率分配，提出了一種利用有限狀態機控制濾波頻率自適應變化的能量管理策略。……