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首页燃料电池轿车动力控制:状态反馈算法与优化性能
本文档探讨的是"基于状态反馈的燃料电池轿车动力控制算法",发表于2007年的《同济大学学报(自然科学版)》第35卷第6期。作者团队由 Yun Hai涛、万钢、钟再敏和孙泽昌组成,分别来自同济大学汽车学院和青岛理工大学汽车与交通学院。 研究的核心是燃料电池轿车的动力系统,这个系统包含了燃料电池发动机、电机及其控制器以及动力蓄电池组。论文首先构建了一个动态数学模型来描述这个系统的运行特性,这在电力系统控制中至关重要,因为它能精确反映各组件之间的相互作用和性能。 作者设计了一种基于状态反馈的闭环功率平衡算法。传统的控制策略可能依赖于电池荷电状态(SOC)的估算,而电池开路电压在运行中通常是不可直接测量的。为解决这一问题,作者引入了渐进状态观测器,通过监测并利用电池开路电压的间接观测值,实现了对电池最佳荷电状态的控制。这种方法克服了对SOC估计的依赖,提高了算法的鲁棒性,解决了初始值确定困难和累积误差的问题,增强了控制的解析冗余性。 通过离线仿真和实车转鼓实验,研究人员验证了这种控制算法的有效性。它不仅达到了预设的控制目标,还兼顾了动力系统主要部件的动力性能和经济效率,具有实际应用价值。关键词包括燃料电池轿车、动力系统、建模、控制和功率平衡,这些关键词反映了研究的重点领域和方法。 这篇论文对燃料电池轿车的动力控制技术进行了深入研究,对于燃料电池车辆的优化设计和实际应用具有重要的科学和技术指导意义。
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第
35
卷第
6
期
同济大学学报(自然科学版)
2
∞
7
年
6
月
JOURNAL
OF
TONGJI
UNIVERSITY(NA
饥
JRALæIEN
四)
基于状态反馈的燃料电池轿车动力控制
员海涛
1
,
2
,万钢
1
,钟再敏
1
,孙泽昌
1
(1.同济大学汽车学院,上海
201804;
2.
青岛理工大学汽车与交通学院,山东青岛
266520)
法
Vo
l.
35
No.6
Jun.
2007
摘要:建立了包括燃料电池发动机、电机及其控制器、动力蓄电池组在内的燃料电池轿车动力系统的动态数学模
型.在该模型基础上,设计了基于状态反馈的闭环功率平衡算法.针对状态变量蓄电池开路电压在运行过程中无法
测量的问题,构造了相应的渐进状态观测器.以蓄电池开路电压观测值反馈实现了蓄电池最佳荷电状态的控制,使
算法克服了对蓄电池
~(state
of
charge
,荷电状态)估计值的依赖,实现了解析冗余,较好地解决了区兀估计过程
中存在的初始值不易确定和累计误差的问题.离线仿真和实车转鼓实验的结果证明,所建立的动力控制算法达到
既定的控制目标,并且能够充分考虑动力系统主要部件的动力性和经济性,具有一定的实用价值.
关键词:燃料电池轿车;动力系统;建模;控制;功率平衡
中图分类号
:TP
271
文献标识码
:A
文章编号:
0253
- 374X(2007)06 -
0783
一
05
Power
Control
Method
of
Fuel
Cell
Vehicle
Powertrain
8ased
on
States Feedback
YUNHai
归
0
1
,
2
,
WAN
Ga
ng
1
,
ZHONG
Za
imin
1
,
SUN
Ze
chang
1
(
1.
Sc
hool
of
Au
t
哑
notive
E
鸣
in
田
ing
,
1ì∞
gji
University
,
Shanghai
201804
,
China;
2.
Sc
h
∞
1
of
Autoroobile
and
Traffic
Engin
田
ring
,
Qi
ngdao
Tec
hn>
logiæl
University
,
Qi
ng
缸。
266520
,
China)
Abstract:
Co
nstructed
here
is a
dynamic
mathematic
mcxlel
of
fuel cell vehicle
powertrain
which
is
com
萨克
ed
of
fuel cell
engine
,
OC
motor
and
its
∞
ntroller
and
power
battery.
Based
on
the
mathematic
mcxlel , a
power
∞
ntrol
methcxl is
d
臼
igned
,
featuring
full
stat
臼
closed-l
∞
p
feedback.
Since
open
cur-
rent
voltage
((兀
V)
of
battery
can'
t
be
measured
real-
time
, a
state
observer is
built.
With
the
α~V
evaluated
by
the
state
obse
凹町,
state
of
charge
(旦到
C)
of
battery
can
be
controlled
even
without
knowledge
of
the
exact
real
time
SOC
value. And
the
problems
involved
in
process
of
battery
SOC
创
i
mation
盯
e
subtly
solved, including
the
exact
initial
SC
充
value
which
is
not
easy
to
define
and
error
cu-
mulating.
At
last,
the
results
of
simulation
and
field
test
are
illustrated.
The
results
show
that
the
power
∞
ntrol
methcxl
takes
into
ao
∞
unt
the
perfonnance
and
e
∞
nomy
characteristics
of
the
∞
mpo
nents
of
hybrid
fuel cell
power
train
and
is feasible.
Key
words:
fuel cell vehicle;
powertrain;
mcxleling;
∞
ntrol;
power
ba1ancing
能源短缺和环保问题促使人们开发低污染的替
代能源汽车,燃料电池汽车作为一种可行方案已成
收稿日
j
朔:
2005
-
10
-
14
为目前汽车领域的研究热点之一.从能量转换方式
和系统结构来看,燃料电池轿车动力系统与传统内
基金项目:国家"八六三"高技术研究发展计划资助项目
(2
∞
3
AA5
01011)
作者简介:
j
自海湾(1
977-
),男,山东泰安人,工学博士.
E-mail:
yunht@163.
∞
m
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