燃料电池混合动力汽车的能量管理策略

燃料电池混合动力汽车的能量管理策略

介绍了燃料电池混合动力汽车的能量管理策略。在研究使用的混合动力架构中，包括1个335Ah电池组用来提供直流电，并将1个2.5kW质子交换膜燃料电池作为扩充器，还包括1台5kW感应式电机。试验测试台架包括1个吸入式质子交换膜燃料电池和1台风扇。风扇用来控制空气的相对湿度和温度，并控制氧气流量。以0.05MPa的固定压力提供氢气。质子交换膜燃料电池与直流总线之间通过直流/直流（DC/DC）的方式连接。转换器与3.9kW·h的铅酸电池组连接，用以控制质子交换膜燃料电池的电流。电子负荷（丹尼罗系列）和可控源（苏兰生 SGI 100）用于记录功率分布。嵌入式电脑用于管理负荷、采集数据和控制算法的开发。

所研究的燃料电池混合动力汽车的能量管理策略主要包括两个方面。①采用滞后功率分流策略和避免质子交换膜燃料电池在不同模式之间切换时产生的振动。滞后功率分流策略是利用电池充电状态来实现的。质子交换膜燃料电池有3种操作模式：ME（低氢耗模式）、MP（充电模式）和OFF（或ON）。双滞后触发用于避免模式之间的快速切换。②车身稳定系统最佳工作点的确定基于功率和效率在线估计。车身稳定系统最佳工作点的确定，采用了自适应递归最小二乘算法和顺序优化。能量管理策略模型的评估和识别包括半经验模型识别、氢气摩尔流识别和质子交换膜燃料电池的试验评估。

在试验功率曲线上可以看出，当电流为20A时MP的功率为320W。在试验效率曲线上可以看出，当电流为13.2A时ME的效率为36%。并且，当采用滞后功率分流策略时，模式切换功能良好。

刊名：IET Electrical Systems in Transportation（英）

刊期：2016年第4期

作者：Khalid Ettihir

编译：杨欣