基于狀態(tài)機的燃料電池混合動力系統(tǒng)控制策略

摘要：針對由2套大功率氫燃料電池、超級電容和動力電池所構(gòu)成的有軌電車用混合動力系統(tǒng),提出能夠滿足運行工況需求的狀態(tài)機控制能量管理策略.首先,以狀態(tài)機為基礎(chǔ)構(gòu)架,將有軌電車的運行劃分為牽引、惰行、制動和故障4種狀態(tài);接著研究了4種運行狀態(tài)下的能量管理策略,牽引狀態(tài)采用基于自適應(yīng)放電系數(shù)的均壓算法,惰行狀態(tài)采用改進的最大效率點跟隨算法;然后基于4種狀態(tài),進行了整車實際運行;最后對比分析了功率跟隨策略、狀態(tài)機控制策略的能耗和電池堆效率.研究結(jié)果表明:基于自適應(yīng)放電系數(shù)的均壓算法能夠保證2套超級電容在牽引狀態(tài)中均勻放電,避免了單套超級電容過度使用的情況;改進的最大效率點跟隨算法使得燃料電池的平均效率提高了3.91%;此外,狀態(tài)機控制策略與功率跟隨策略的電堆效率分別為61.89%、57.98%,前者比后者節(jié)約了3.2%的氫氣.