燃料電池電動(dòng)汽車的動(dòng)態(tài)建模與非線性控制

對(duì)燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）的HPS（液壓助力轉(zhuǎn)向）與拓?fù)鋭?dòng)力系統(tǒng)的非線性進(jìn)行了研究。由于燃料電池在瞬態(tài)工況下的響應(yīng)很慢，因此組合了2種類型的HPS來(lái)獲得較高的功率密度和能量密度，并將它們進(jìn)行了對(duì)比：①燃料電池作為主要能源，超級(jí)電容（UC）作為輔助動(dòng)力源；②燃料電池作為主要能源，電池和UC作為輔助動(dòng)力源。燃料電池與直流環(huán)節(jié)通過(guò)直流轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接，同時(shí)2個(gè)升壓電路轉(zhuǎn)換器分別將UC和電池連接到直流環(huán)節(jié)?；谧酉到y(tǒng)的非線性行為搭建了帶有不同HPS的FCEV動(dòng)態(tài)模型。該動(dòng)態(tài)模型的主要目的是設(shè)計(jì)一個(gè)控制器，同時(shí)控制交流/直流轉(zhuǎn)換器，并考慮了HPS和直流轉(zhuǎn)換器的非線性行為。本文基于李雅普諾夫原理提出了一個(gè)非線性控制方法，以達(dá)到下述控制目的：①直流環(huán)節(jié)電壓的調(diào)節(jié)；②燃料電池基準(zhǔn)電流的定義；③電源基準(zhǔn)電流的完整跟蹤。同時(shí)，確保在各種條件下閉環(huán)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定性。對(duì)本文所提出控制器的性能通過(guò)數(shù)字化仿真來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證及對(duì)比。仿真結(jié)果顯示，UC和電池可以輔助燃料電池來(lái)滿足負(fù)荷需求，并提升自身性能。本文提出的控制系統(tǒng)在當(dāng)前FCEV中是最先進(jìn)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