微型燃料电池汽车的驱动控制



微型燃料电池汽车的驱动控制

WGC（World Green Challenge）是一项微型燃料电池汽车大赛，参赛车辆为功率＜1kW的燃料电池汽车，考察其续驶能力。基于一辆传统微型车自行设计改装了一款混合燃料电池汽车。该车动力源及储能系统分别为PEM（质子交换膜）型燃料电池（1.2kW，26V，46A）和铅酸电池组（48V，24Ah），氢气储存罐安放在车辆后部并与压力调节器相连；两个三相无刷电机及齿轮箱安装在后轴两个车轮上作为驱动装置；开发了DC/DC转换器控制燃料电池电压输出；此外还设计了数据显示模块，利用LCD显示动力系统的输出电压和电流。

首先，利用电子负载设备对电量消耗和氢气流量的关系进行试验研究，根据氢气体积和工作时间等条件，选择合适的车速，得到燃料电池的输出功率；然后，在平地测试环境下进行定车速试验以评估能量管理策略的有效性，车速分别为13、21、32km/h，利用电压、电流传感器分别测量燃料电池输出电压和电流，并计算出消耗功率。针对上述3种车速，燃料电池的平均输出功率分别为180、430、770W，拟合出电量消耗与车速的关系曲线。图1为电量消耗与氢气流量关系曲线；图2为电量消耗与车速关系曲线。

最后，结合上述两种关系，针对某一流量计算出目标电量消耗，控制车速变化得到实际电量消耗，与目标值进行比较控制得到最优的运行车速。

Yoshitaka Namekawa et al. 2012 IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference.

编译：张为荣