燃料电池混合动力汽车能量管理模型预测



燃料电池混合动力汽车能量管理模型预测

最优的燃料电池混合动力汽车电源管理（FCHV）系统有3个不同的模态配置（模式），即发动机驱动/电池放电、发动机驱动/电池充电和发动机能量全部为电池充电。每个模式都有一个独特条件和约束。使用合理的动态和代数模型用于功率流管理。建立了一个超级切换系统模型把各子系统联系起来。基于一个性能指数（PI）的最小化提出一种混合模型预测控制策略，在每个操作模式下利用跟踪法计算燃油经济性。

该策略平衡了跟踪速度的误差、电池电荷状态的方差以及电力驱动和氢燃料的燃烧，使用再生制动进行能量平衡。嵌入式系统优化模型与Matlab的fmincon计算模式配合使用，对模式切换及持续时间进行控制。使用替代方法，如混合整合规划，避免了计算的复杂性；使用投影方法，逼近切换系统嵌入式解决方案，并使用经验方法对其评估。为验证该方法，使用3个标准速度配置文件对FCHV进行模拟:锯齿波剖面的山坡路面、EPA城市动态驾驶循环和新欧洲行驶循环。对驱动循环燃料使用情况进行比较,从而形成等效燃油量最小化的策略。

开发了燃料电池混合动力中型轿车混合功率流模型。在模型嵌入后提出混合MPC电源管理优化方法，采用二次规划解决。嵌入式解决方案有效地应用到一个逼近切换系统，对解决方案进行描述和合理的实证研究，获得预期结果。未来工作重点是研究燃料电池老化以及部分电池组故障等问题。

刊名：Asian Journal of Control（英）

刊期：2013年第2期

作者：Richard T.Meyer et al

编译：祁祥