燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真ahref=1.pdf

燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真*徐梁飞卢兰光李建秋欧阳明高(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084)摘要：燃料电池混合动力系统包括燃料电池发动机、直流直流变换器(DirectcurrenttodirectcurrentconverterDCDC)、镍氢动力电池和电动机等部件。以台架试验所确定的部件特性为基础建立燃料电池混合动力系统模型。模型考虑燃料电池性能衰减、总线电压对电动机转矩和效率的影响、DCDC效率和动态过程以及动力电池充放电内阻特性。长时间运行的燃料电池性能衰减将导致能量管理算法失效。DCDC效率在公交工况下变化不大其动态过程可以用一阶延迟环节模拟。动力电池充放电内阻影响等效氢气消耗量的计算。总线电压对电动机效率与转矩的影响可以用修正系数代替考虑。能量管理算法采用动力电池荷电状态(StateofchargeSOC)稳态平衡和燃料电池动态功率补偿相结合的方法以保持动力电池SOC水平并在加载过程中防止燃料电池功率突变。仿真结果表明所建立的模型能反映实际工况中的功率分配情况动力电池SOC维持在预定区域燃料电池功率加载速率得到限制。进一步仿真分析表明随着燃料电池性能衰减通过调整稳态平衡算法可以维持SOC水平保证整车动力性、经济性。如果燃料电池性能衰减超过一定程度整车动力性、经济性将无法通过能量管理算法调整。关键词：燃料电池性能衰减混合动力能量管理动态补偿中图分类号：U469.7ModelingandSimulationofaFuelCellHybridSystemandEnergyManagementStrategyXULiangfeiLULanguangLIJianqiuOUYANGMinggao(StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergyTsinghuaUniversityBeijing100084)Abstract：AfuelcellhybridpowertrainsystemiscomposedofafuelcellengineaDirectCurrenttoDirectCurrentConverter(DCDC)aNickelMetalHydridebatteryandatractionalmotor.Afuelcellhybridmodelisdevelopedbasingonthecomponents'properties.ThemodelincludesafuelcellperformancedegradationmodelinfluenceofbusvoltageonmotortorqueandefficiencyDCDCefficiencyanditsdynamicprocessandabatterymodel.Performancedegradationoffuelcellleadstoinvalidationofenergymanagementstrategy.DCDCefficiencykeepsanearlyconstantvalueincitybuscycl