燃料电池电动汽车的先进直流母线电压调节

燃料电池电动汽车的先进直流母线电压调节

汽车电动化过程包括能源管理、控制策略、电力电子和电机驱动，快速的汽车电动化发展使得电动汽车和燃料电池电动汽车的效率和可靠性大幅提升，因此有很多研究者在研究燃料电池电动汽车的能源管理和控制系统，但大多数研究集中在组件大小和线性控制器上面。

本文则研究搭载混合动力燃料电池汽车的直流母线电压调节。混合动力的组成包括主要动力系统-燃料电池及辅助动力系统-超级电容，燃料电池通过化学反应将化学能转化为电能，其输出的电能是十分有效和稳定的，但同时会导致传递过程中的动态响应性降低，而辅助动力系统超级电容在储存和传递过程中几乎是瞬间的，并且具有高密度的能量，因此能够补偿燃料电池在传递过程中动态响应性慢的特点。整套系统是一个多路的转换器结构，燃料电池系统通过DC/DC连接直流母线电压，超级电容系统通过升压/降压转换器连接直流母线电压。

考虑到混合动力系统和多路转化器结构的非线性，需要对燃料电池电动汽车进行动态建模。本文介绍了一种先进的控制方法，此方法是基于调节直流电压的李雅普诺夫函数和之前关于超级电容的参考文献。同时，本文还对闭环系统进行了分析，以保证整个闭环系统的稳定性。这种方法对多源系统领域有着重大贡献，特别是在非线性电力电子应用方面。

基于Simulink平台对这套控制系统的性能进行数值模拟仿真分析，仿真环境是欧洲城市驾驶循环（European Extra Urban Driving Cycle），仿真结果表明，所使用的方法和预期的十分吻合。

刊名：The international journal for Computation and Mathematics in Electrical and Electronic Engineering（英）

刊期：2016年第10期

作者：Mahdi Rajabzadeh

编译：左雄一男