[發(fā)明專利]一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711323257.0
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108248450B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孟雷軍;胡國旗
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇鉑英特電子科技有限公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L58/40;B60L7/14
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松;董建林

本發(fā)明公開了一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法，步驟1：建立燃料電池混合動力系統(tǒng)模型；步驟2：實時優(yōu)化能量控制方法。本發(fā)明提供的一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法，當(dāng)SOC低于10%時，懲罰因子K_soc增大，瞬時優(yōu)化能量控制管理策略傾向于燃料電池堆對外輸出能量;當(dāng)SOC升至50%時，懲罰因子K_soc降低，此時燃料電池能量輸出成本提高，能量控制管理策略更傾向于使用蓄電池供能；隨著懲罰的進(jìn)行，當(dāng)SOC趨近70%，混合動力系統(tǒng)處于最優(yōu)能量分布狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法，屬于新能源汽車能量管理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，在我國霧霾天氣已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生活和工作，其中在大部分城市的霧霾構(gòu)成中，汽車尾氣的貢獻(xiàn)率約為1/4。新能源汽車是解決這些問題的有效手段之一。

燃料電池是一種高效、環(huán)境友好新型發(fā)電裝置，它和蓄電池可以組合成一種新能源混合動力，這種動力運用在汽車上就能克服純蓄電池汽車的缺陷，而其排放幾乎為零。

因此，對于混合動力系統(tǒng)來說，控制策略的高效是最大化混合動力功率的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種燃料電池混合動力功率優(yōu)化方法，包括如下步驟：

步驟1：建立燃料電池混合動力系統(tǒng)模型；

步驟2：實時優(yōu)化能量控制方法。

作為優(yōu)選方案，所述步驟1中燃料電池混合動力系統(tǒng)采用串聯(lián)型混合動力結(jié)構(gòu)，燃料電池堆通過DC/DC變換器向總線提供行駛所需功率，蓄電池作為輔助功率源，在加速和低速勻速等瞬態(tài)工況起輔助動力作用，同時對再生制動能量進(jìn)行回收。

作為優(yōu)選方案，所述步驟1中系統(tǒng)模型包括：

1.1：燃料電池性能模型，在燃料電池/蓄電池混合動力中，燃料電池堆單體個數(shù)為145個，堆中燃料電池并聯(lián)條數(shù)為1條，燃料電池單體有效面積為769cm2；

1.2：鎳氫蓄電池模型，采用85Ah的鎳氫蓄電池，單體額定電壓為6V，電池組模塊數(shù)為61，功率最低位－10kW，最高位10kW；采用Rint等效電路模型，等效為一個可變電壓源和一個可變內(nèi)阻串聯(lián)而成；

1.3：電動機(jī)模型，如果不考慮車輛前后軸的負(fù)荷轉(zhuǎn)移，可將其看成一個剛體；選擇55kW的三相異步交流感應(yīng)電機(jī)；電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速為10000rad/min，最大轉(zhuǎn)矩200N〃m，最大限流480A，最小限壓120V；

1.4：DC/DC模型，選擇非隔離式升壓斬波DC/DC變換器，并采用PWM電流控制模式；當(dāng)輸出功率P＞10kW時，DC/DC平均效率為96.5％以上。

作為優(yōu)選方案，所述步驟2包括如下步驟：

2.1：瞬時等效燃料消耗函數(shù)；

2.2：懲罰因子K_soc修正；

2.3：當(dāng)SOC低于10％時，懲罰因子K_soc增大，瞬時優(yōu)化能量控制管理策略傾向于燃料電池堆對外輸出能量；

當(dāng)SOC升至50％時，懲罰因子K_soc降低，此時燃料電池能量輸出成本提高，能量控制管理策略更傾向于使用蓄電池供能；

隨著懲罰的進(jìn)行，當(dāng)SOC趨近70％，混合動力系統(tǒng)處于最優(yōu)能量分布狀態(tài)。