燃料电池电动汽车能量管理系统控制策略研究

发布时间：2020-08-06 21:13

【摘要】：随着化石燃料储量的不断减少和环境污染问题的日益严重,开发清洁能源已成为社会经济发展的热门话题。新能源汽车在此背景下异军突起,其中燃料电池汽车是一种新兴的新能源汽车,具有零污染、无噪声、寿命长、易维护等优势,在新能源汽车领域拥有广阔的研究前景,可为未来解决能源危机与污染问题提供新思路。以“燃料电池+蓄电池(FC+B)”混合驱动型的燃料电池电动汽车为研究对象,燃料电池作为主要动力能源,蓄电池作为辅助能源装置,共同为车辆行驶提供动力。其中,合理分配不同动力源间的功率是燃料电池汽车能量管理系统的重要环节,为此提出两种能量管理策略。一种是改进的有限状态机能量管理策略,另一种是复合模糊逻辑控制能量管理策略。在改进的有限状态机能量管理策略中,引入燃料电池系统最小输出功率P_(FCmin)与燃料电池系统最大输出功率P_(FCmax),将能量管理策略分为低SOC、中SOC、高SOC三种控制模式,并制定了15条控制规则,根据负载需求功率和蓄电池的SOC,动态调整能量流在不同动力源的分配。复合模糊逻辑控制策略则是在此基础上,又引入SOC目标值BSOC_(tag),采用IF-THEN规则,分别设计了主模糊控制器和子模糊控制器,从而确定出合适的燃料电池系统输出功率分配系数α,保证燃料电池汽车动力性及功率平衡控制,充分发挥燃料电池与蓄电池的优势。通过MATLAB/Simulink仿真平台,对所提出的改进的有限状态机能量管理策略和复合模糊逻辑控制能量管理策略进行验证,并与功率追踪策略进行对比分析。仿真结果证明,所提出的能量管理策略均能满足实际工况中的功率需求。且当蓄电池初始SOC较低或较高时(分别以BSOC=39.8%和BSOC=80.2%为例),相较于功率追踪策略,改进的有限状态机和复合模糊逻辑策略均使蓄电池SOC更加靠近较为理想的工作范围;当蓄电池初始SOC适中时(以BSOC=60%为例),提出的两种策略效率更高,且能节省燃料。两种策略的控制灵活性更高,具有一定的实用价值。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM911.4;U469.72

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本文编号：2782969