多能量源燃料电池电动客车参数匹配及控制策略

杨 坤，董丹秀，王 杰，马 超，李跃伟，刘国栋

（1. 山东理工大学 交通与车辆工程学院，淄博 255000，中国；2. 北京福田戴姆勒汽车有限公司，北京101400，中国；3. 潍柴动力股份有限公司，潍坊 26100，中国）

燃料电池电动客车因具有零排放[1]、能量转换效率高[2]、燃料来源多样[3]等优点，被汽车行业作为未来的重点发展方向。然而以燃料电池为唯一能量源的电动汽车存在许多缺陷，比如启动慢和加速性差[4]、总体运行效率低、动力响应差[5]且不能回收制动能量[6]等。目前燃料电池电动车采用的构型多以复合电源为主，基于电源的类型，相应的复合电源分为3种[7]：第1种是电池+燃料电池复合型，这种构型具有燃料电池和电池容易过载，不能充分回收制动能量的缺点[7]；第2种是电容+燃料电池复合型，这种构型受电容能量密度小和整车总布置空间的影响，要求燃料电池运行区间宽，容易造成燃料电池运行在非高效区，从而影响整车能量转换效率及燃料电池的寿命；第3种是燃料电池(fuel cell，FC) + 动力电池（battery，BC） + 超级电容（ultra-capacitor, C)型，这种构型虽然结构复杂，但是可以有效解决前两种构型带来的问题，因此成为燃料电池电动车研究的热点之一。对多能量源复合型燃料电池电动客车能量源参数匹配和协调控制策略的研究较少且尚不成熟，目前针对多能量源协调控制策略的研究主要集中在2个方面：1) 以保证动力电池效率和高荷电状态 (state of charge，SOC)为目标的控制方案[8-9]；2) 集中在基于瞬时最优、小波分析、模糊逻辑等各种优化控制策略的应用研究方面[10-13]。……