燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)的能量管理策略

介紹了燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)的能量管理策略。在研究使用的混合動(dòng)力架構(gòu)中，包括1個(gè)335Ah電池組用來(lái)提供直流電，并將1個(gè)2.5kW質(zhì)子交換膜燃料電池作為擴(kuò)充器，還包括1臺(tái)5kW感應(yīng)式電機(jī)。試驗(yàn)測(cè)試臺(tái)架包括1個(gè)吸入式質(zhì)子交換膜燃料電池和1臺(tái)風(fēng)扇。風(fēng)扇用來(lái)控制空氣的相對(duì)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(zhì)子交換膜燃料電池與直流總線(xiàn)之間通過(guò)直流/直流（DC/DC）的方式連接。轉(zhuǎn)換器與3.9kW·h的鉛酸電池組連接，用以控制質(zhì)子交換膜燃料電池的電流。電子負(fù)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(fù)荷、采集數(shù)據(jù)和控制算法的開(kāi)發(fā)。

所研究的燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)的能量管理策略主要包括兩個(gè)方面。①采用滯后功率分流策略和避免質(zhì)子交換膜燃料電池在不同模式之間切換時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。滯后功率分流策略是利用電池充電狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。質(zhì)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(fā)用于避免模式之間的快速切換。②車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)最佳工作點(diǎn)的確定基于功率和效率在線(xiàn)估計(jì)。車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)最佳工作點(diǎn)的確定，采用了自適應(yīng)遞歸最小二乘算法和順序優(yōu)化。能量管理策略模型的評(píng)估和識(shí)別包括半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ妥R(shí)別、氫氣摩爾流識(shí)別和質(zhì)子交換膜燃料電池的試驗(yàn)評(píng)估。

在試驗(yàn)功率曲線(xiàn)上可以看出，當(dāng)電流為20A時(shí)MP的功率為320W。在試驗(yàn)效率曲線(xiàn)上可以看出，當(dāng)電流為13.2A時(shí)ME的效率為36%。并且，當(dāng)采用滯后功率分流策略時(shí)，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