基于燃料消耗的燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力研究

基于燃料消耗的燃料電池電動(dòng)汽車動(dòng)力研究

研究了燃料電池電動(dòng)汽車的自適應(yīng)能量管理和功率分配系統(tǒng)，燃料電池汽車中的燃料電池單元是無法作為獨(dú)立動(dòng)力源進(jìn)行動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的，必須借助動(dòng)力電池。但是，動(dòng)力電池過度放電將加速電池的老化，因此燃料電池汽車電源控制系統(tǒng)需要在車輛起步時(shí)就能估算出整個(gè)運(yùn)行過程中電池的使用特性和放電深度，進(jìn)而通過燃料電池單元對(duì)電池進(jìn)行充電來維持電池的荷電狀態(tài)（SOC）。啟動(dòng)燃料電池單元，就意味要消耗車載氫燃料，導(dǎo)致車輛經(jīng)濟(jì)性變差。因此，尋求一個(gè)電池放電深度和燃料消耗的平衡點(diǎn)，即在盡可能延長電池壽命的前提下降低燃料電池單元的工作時(shí)間，是研究燃料電池汽車能量管理系統(tǒng)的核心。

在電池SOC降低的情況下，電池將無法大功率放電，此時(shí)就需要能量管理系統(tǒng)對(duì)車輛的功率輸出進(jìn)行再分配，提高燃料電池單元的功率輸出，同時(shí)要給蓄電池充電。這一過程的主要問題有：①燃料電池單元要保證蓄電池SOC不低于設(shè)定的最低限值；②要使燃料電池單元盡可能運(yùn)行在最大功率點(diǎn)；③保證能量來源的經(jīng)濟(jì)性，來自蓄電池的能量和來自燃料電池單元的能量價(jià)格是不一樣的，所以要降低單位能量的成本。

當(dāng)有多種動(dòng)力時(shí)，就要做好動(dòng)力之間的耦合，耦合后的功率輸出要盡可能接近駕駛員的需求功率，這樣才會(huì)給駕駛員良好的駕駛感，增加駕駛舒適性。在功率分配過程中，該能量控制系統(tǒng)是分兩步進(jìn)行的，第一是估算電池部分的瞬時(shí)SOC，第二是根據(jù)蓄電池的SOC值和需求功率計(jì)算功率分配比例。功率分配的合理與否將影響整車的動(dòng)力性和動(dòng)力系統(tǒng)壽命。

網(wǎng)址：http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0378775313016340#

作者：Khalil Maalej et al

編譯：張聰