基于燃料消耗的燃料电池电动汽车动力研究

研究了燃料电池电动汽车的自适应能量管理和功率分配系统,燃料电池汽车中的燃料电池单元是无法作为独立动力源进行动力驱动的,必须借助动力电池。但是,动力电池过度放电将加速电池的老化,因此燃料电池汽车电源控制系统需要在车辆起步时就能估算出整个运行过程中电池的使用特性和放电深度,进而通过燃料电池单元对电池进行充电来维持电池的荷电状态(SOC)。启动燃料电池单元,就意味要消耗车载氢燃料,导致车辆经济性变差。因此,寻求一个电池放电深度和燃料消耗的平衡点,即在尽可能延长电池寿命的前提下降低燃料电池单元的工作时间,是研究燃料电池汽车能量管理系统的核心。

在电池SOC降低的情况下,电池将无法大功率放电,此时就需要能量管理系统对车辆的功率输出进行再分配,提高燃料电池单元的功率输出,同时要给蓄电池充电。这一过程的主要问题有:①燃料电池单元要保证蓄电池SOC不低于设定的最低限值;②要使燃料电池单元尽可能运行在最大功率点;③保证能量来源的经济性,来自蓄电池的能量和来自燃料电池单元的能量价格是不一样的,所以要降低单位能量的成本。

当有多种动力时,就要做好动力之间的耦合,耦合后的功率输出要尽可能接近驾驶员的需求功率,这样才会给驾驶员良好的驾驶感,增加驾驶舒适性。在功率分配过程中,该能量控制系统是分两步进行的,第一是估算电池部分的瞬时SOC,第二是根据蓄电池的SOC值和需求功率计算功率分配比例。功率分配的合理与否将影响整车的动力性和动力系统寿命。

网址:http://www.sciencedirect. com/science/article/pii/ S0378775313016340#

作者:Khalil Maalej et al

编译:张聪