燃料电池电动汽车能量流控制策略
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燃料电池汽车的能量流控制系统的工作原理框图如图(所示，其 中，") 为电动机及其他用电设备的功率；"*+,为电池组功率，正值表 示放电，负值表示充电；"-"为燃料电池的供电功率。能量管理系统主 要由能量流控制器、燃料电池、./#01电池组、!"／!" 变换器和 "+. 光纤总线等几个部分组成，粗实线箭头表示能量流动的方向。
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作为一种交通工具，燃料电池汽车必须具有很强的机动性，以适应不同路况下的正常行驶，如：上坡、下 坡、加速、减速、起停、制动等。因此，其驱动功率必然会在较大范围内波动，这显然与燃料电池的输出特性是 相矛盾的。另一方面，若输出功率波动较大，燃料电池的效率会大大降低，又反过来影响其机动性。这样，燃 料电池就不适合作为电源直接驱动，需要在燃料电池与汽车驱动之间加入稳压 6I／6I变换器，让燃料电池
收稿日期：!$$%3$.3.T) 基金项目：国家“U#0”计划（!$$!::/!0.!$）和湖北省自然科学基金（!$$!:V$!#）1 作者简介：王 勇（.T##3），男，工程师)F3E<2(：P<->C’->.T!!#0)-@?
第(:卷 第8期
王 勇，等：燃料电池电动汽车能量流控制策略
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和 !"／!"变换器共同组成电源对外供电，从而使电源输出电压稳定。另外还必须引入超级电容或其他方 法（该文采用蓄电池充放电解决）来覆盖功率波动并提高峰值功率，改善输出功率瞬态特性。由于燃料电池 电动汽车运行的特殊情况，在控制方面有一些特殊要求。在介绍东风“新世纪”燃料电池电动汽车控制系统 基本结构的基础上，从能量流（功率流）的角度提出了能量分配解决方案和相应的控制策略。
略具体实现的 678程序流程和框架。 关键词： 燃料电池电动汽车； 控制策略； 能量流
ຫໍສະໝຸດ Baidu
中图分类号： 9/#0)#0
文献标志码： :
文章编号：.#".3//0.（!$$%）$#3$$#!3$/
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随着国民经济的持续高速发展，轿车正在成为我国居民消费的主要商品之一，我国汽车工业已进入一个 快速发展的时期。但是，燃油车所带来的环境污染问题也日益引起人们的关注。汽车尾气是一个巨大的流 动污染源，占总气体污染物的一半以上，并有增加趋势。因而，控制汽车尾气对改善环境质量有着重大的意 义［.］。电动汽车可从根本上避免或者减少这些污染源，被认为是未来替代燃油汽车的绿色交通工具，获得 世界各国的政府、企业和科研机构的广泛关注。
作为电动汽车的一种，燃料电池汽车（Q,@(I@((F(@A?B2A&@52A(@，简称 QIF&）具有清洁无污染、效率高、 功率大、供电时间长、寿命长、可靠性高等优点，受到了各汽车厂家的关注，纷纷将它作为!.世纪最有竞争力 的清洁燃料汽车［!］。在近十几年的时间里，燃料电池汽车有了飞跃性的发展。各大汽车厂商包括日本的丰 田、本田和三菱，德国的奔驰，美国的通用、福特和戴姆勒3克莱斯勒等都推出了其QIF& 样车。目前，燃料电 池汽车已步入道路行驶试验阶段，预计!"0年后有望作为商品进入用户家中。
! 燃料电池汽车能量流控制系统
燃料电池汽车的核心是燃料电池，其电流#电压特性曲线如图$所示［%］。从图中可以看出，燃料电池在 加负载的起始阶段，电压 !&’迅速下降，并且随着负载的增加，电流（功率）增大，输出电压也随着曲线以比普 通电池大得多的斜率下降，即是说燃料电池的输出特性相对较软；此 外，输出功率的波动会导致燃料电池效率!的下降。
王 勇.，吴保全!，艾 武!，陈幼平!，周祖德.，!
（.)武汉理工大学武汉大庆同力机电系统工程有限公司，武汉 /0$$"$；!1华中科技大学机械科学与工程学院，武汉 /0$$"/）
摘 要： 根据燃料电池车应用的实际要求，设计了燃料电池和 *2345电池组的双能源结构燃料电池电动汽车能量流 控制系统，介绍了能量分配的控制原理和基本算法，提出了车辆在运行时各种工作状态下的控制策略，并给出了控制策
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武汉理工大学学报
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燃料电池电动汽车能量流控制策略
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作为一种交通工具，燃料电池汽车必须具有很强的机动性，以适应不同路况下的正常行驶，如：上坡、下 坡、加速、减速、起停、制动等。因此，其驱动功率必然会在较大范围内波动，这显然与燃料电池的输出特性是 相矛盾的。另一方面，若输出功率波动较大，燃料电池的效率会大大降低，又反过来影响其机动性。这样，燃 料电池就不适合作为电源直接驱动，需要在燃料电池与汽车驱动之间加入稳压 6I／6I变换器，让燃料电池
收稿日期：!$$%3$.3.T) 基金项目：国家“U#0”计划（!$$!::/!0.!$）和湖北省自然科学基金（!$$!:V$!#）1 作者简介：王 勇（.T##3），男，工程师)F3E<2(：P<->C’->.T!!#0)-@?
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随着国民经济的持续高速发展，轿车正在成为我国居民消费的主要商品之一，我国汽车工业已进入一个 快速发展的时期。但是，燃油车所带来的环境污染问题也日益引起人们的关注。汽车尾气是一个巨大的流 动污染源，占总气体污染物的一半以上，并有增加趋势。因而，控制汽车尾气对改善环境质量有着重大的意 义［.］。电动汽车可从根本上避免或者减少这些污染源，被认为是未来替代燃油汽车的绿色交通工具，获得 世界各国的政府、企业和科研机构的广泛关注。
作为电动汽车的一种，燃料电池汽车（Q,@(I@((F(@A?B2A&@52A(@，简称 QIF&）具有清洁无污染、效率高、 功率大、供电时间长、寿命长、可靠性高等优点，受到了各汽车厂家的关注，纷纷将它作为!.世纪最有竞争力 的清洁燃料汽车［!］。在近十几年的时间里，燃料电池汽车有了飞跃性的发展。各大汽车厂商包括日本的丰 田、本田和三菱，德国的奔驰，美国的通用、福特和戴姆勒3克莱斯勒等都推出了其QIF& 样车。目前，燃料电 池汽车已步入道路行驶试验阶段，预计!"0年后有望作为商品进入用户家中。
! 燃料电池汽车能量流控制系统
燃料电池汽车的核心是燃料电池，其电流#电压特性曲线如图$所示［%］。从图中可以看出，燃料电池在 加负载的起始阶段，电压 !&’迅速下降，并且随着负载的增加，电流（功率）增大，输出电压也随着曲线以比普 通电池大得多的斜率下降，即是说燃料电池的输出特性相对较软；此 外，输出功率的波动会导致燃料电池效率!的下降。
王 勇.，吴保全!，艾 武!，陈幼平!，周祖德.，!
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摘 要： 根据燃料电池车应用的实际要求，设计了燃料电池和 *2345电池组的双能源结构燃料电池电动汽车能量流 控制系统，介绍了能量分配的控制原理和基本算法，提出了车辆在运行时各种工作状态下的控制策略，并给出了控制策
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