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        基于龐特里雅金最小值原理的燃料電池混合動力汽車電池管理

        2016-12-06 19:53:08
        汽車文摘 2016年9期
        關(guān)鍵詞:燃料電池管理策略約束

        基于龐特里雅金最小值原理的燃料電池混合動力汽車電池管理

        燃料電池混合動力汽車的許多問題都與電池的工作電流有關(guān)(如電池過熱、電池材料的物理結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等),所有這些問題都可能導(dǎo)致燃料電池混合動力汽車電池出現(xiàn)安全問題(如電池爆炸和熱失效等),從而引起公眾對燃料電池混合動力汽車的焦慮和擔(dān)憂。本研究的目標(biāo)是優(yōu)化燃料電池混合動力汽車電池系統(tǒng),通過采用電池管理策略,使其運行在安全電流范圍內(nèi),提高電池包的安全性,通過電池狀態(tài)控制提高電池的使用效率。

        考慮到電池電流約束、電池性能和電池健康等因素,基于龐特里雅金最小值原理(PMP)提出了燃料電池混合動力汽車電池管理系統(tǒng)。PMP應(yīng)用于電池管理策略,進而優(yōu)化汽車運行時燃料和電池間的能量分配。在PMP中,電池電流耦合和燃料消耗控制作為兩個約束函數(shù)?;赑MP的電池管理策略能緩解電池健康狀態(tài)的衰減。對電池電流消耗、狀態(tài)分析和健康狀態(tài)進行了模擬仿真。

        對電池工作中每個時刻的有效電量進行估計,進而提高電池的健康狀態(tài)。放電量和放電深度對電池的健康狀態(tài)都有影響。PMP電池管理包括對電池電流約束和電池性能分析。當(dāng)電池工作電流超過20A,約束函數(shù)開始參與PMP電池管理策略。燃料電池堆中將分配較多的能量,而電池組中分配的能量將減少,這樣可保證電池在允許的電流約束范圍內(nèi)工作。在考慮電池約束和不考慮電池約束的兩種狀態(tài)下,對燃料電池混合動力汽車電池管理系統(tǒng)進行了循環(huán)試驗和比較分析。結(jié)果表明,考慮電池電流約束時電池的健康狀態(tài)較好;考慮電流約束的電池管理可減輕燃料電池混合動力汽車電池的退化。目前,越來越多的研究將考慮電池大小、延長電池使用壽命、更廣使用范圍等因素。

        YoichiHorietal.SAE 2015-01-1217.

        編譯:王維

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