氢燃料电池混合动力汽车能量管理系统建模与仿真分析

能量管理系统框图
：Tjnotorjref [P bat
2.1驾驶员意图模块
由于车辆的行驶状况非常复杂4对驾驶员意图的精准判
断在车辆行驶控制中至关重要4通过对驾驶意图的判断4可 以初步得到驾驶过程的转矩需求T_dem和功率需求P_demo 驾驶员意图模块如图3所示4该模块将车速信号8、加速踏板
信号Acc和制动踏板信号作为输入4需求转矩由这3个信 号共同决定。踏板位置信号范围都在0到1之间，当制动踏板
为新能源汽车发展的热点。然而4燃料电池具有
应
X
等缺点4
需要耦合辅助
能源来为车辆爬 加等高率需
率支
'3（。燃料电池汽车 车能量
要核
其核 能是
是燃料电池汽车的重 的
合
的率
车
的
率需
车辆
要⑷。
1燃料电池动力电池混合动力系统
燃料电池与 电池合系统是一种“FC+B”的
模式4 燃料电池作为主要能源4
电池作为辅助能源的
《"车电％》2020年第#期 13
行+ ,焦 3
Industry Focus
Motor speed
acc
V
驾驶员意
brk
图模块
l.FCref
T_dem
燃料电池 参考电流 计算模块
52 S5
动力电池
SOC
充电需求
功率 P charge
P_bat P_FC
动力电池能 量管理模块
Bat_V FC_V FC_I
GUO Peng-yan # ZONG He-hui, WANG Yi-bo, LI Bing-jie (College of Mechanics, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China)
为了合理分配燃料电池动力电池混合动力汽车fchv行驶过程中双电源的能量投入比例更好地保护电池本文讨论了fcb汽车混合动力系统设计了一种能量管理控制方法利用mtlbsimulin5建立了能量管理系统模型并对该能量管理系统进行了仿真研究
K 行+,焦
Industry Focus
新能源
氢燃料电池混合动力汽车能量管理系统建模
式。1 为燃料电池电池 的合结构4 Nhomakorabea合
4燃料电池通过一
DC/DC变
收稿日期:2019-10-18
图1燃料电池与动力电池混合驱动系统
换器稳压后接入母线，而动力电池因为电压和母线电压相
符4直 需
'5（。 率的
电池的 应
种合式
为
燃料电池的率需
有效 燃料电池
有效 高
电池
缺点
应用最为 ⑹。
2整车能量管理系统设计3建模
C_load
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Abstract： In order to reasonably distribute the energy output ratio of the dual power source of the fuel cell hybrid vehicle (FCHV) during driving, and to better protect the battery, the $ FC+B” automotive hybrid system is discussed. An energy management control method is designed. The energy management system model is established by Matlab/Simulink, and the energy management system is simulated. The research results show that the energy management control method can effectively judge and calculate the required power, accurately distribute the power of the fuel cell and the power battery, and make the FCHV having good economy and safety features.
Key words： fuel cell vehicle； power cell； energy management； simulink
为清洁无污染燃料受到了越来越多的关注。氢燃料电池是通
过电化学作用直接将化学能转变为电能，被认为是继火电、
水电、核电后的第4种发电方式，其发电效率不受卡诺循环 的限制，是一种高效、清洁的新型电源'2（。氢燃料电池汽车 具有清洁无污染、能量利用率高、燃料加注快捷等优点，成
FCHV能量
需率
电源的率一则进行
4十 终将
参考转矩信号T_motor_re倫出至电机控制器，燃料电池参考
电流信号I_FC_ref输出至燃料电池系统，动力电池充放电功
率P_bat输出至动力电池系统。
本文采取 块化建 的思想 建立的能量
框
如2 块、
包含 电池充电需
块、燃料电池参考电流计
率 块、
电池能量
块电机转矩修正块等。
与仿真分析
郭朋彦，宗贺辉，王一博，李冰洁
(华北水利水电大学机械学院，河南 郑州 450045)
摘要：为了合理分配燃料电池/动力电池混合动力汽车(FCHV)行驶过程中双电源的能量投入比例，更好地保 护电池，本文讨论了 “FC+B ”汽车混合动力系统，设计了一种能量管理控制方法，利用M,tl,b/Simulin5建立了能 量管理系统模型，并对该能量管理系统进行了仿真研究。研究结果表明，制定的能量管理控制方法，可有效判断并 计算需求功率，准确分配燃料电池和动力电池的功率，使FCHV具有良好经济性和安全性。
关键词：燃料电池汽车；动力电池；能量管理；Simulilnk 中图分类号：U469.72 文献标志码：A 文章编号：1003-8639( 2020 )01-0013-04
Modeling and Simulation Analysis of Energy Management System for Hydrogen Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle
信号不为0,说明驾驶员有制动意图4则加速踏板信号被屏 蔽。首先 加速踏板信号和制动踏板信号判断驾驶员的意
图！t之后由！和车速共同来决定电机的载荷系数C_#oadt载
如1所示t 如式(1)所示。
和 需求转矩的关系
C_load=!
(1)
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式中：!--- 电机基本需求转矩；T?-----电机额定转矩。
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