一种氢电混合动力系统的功率分配方法技术方案

本发明专利技术提供一种氢电混合动力系统的功率分配方法，属于燃料电池汽车及船舶技术领域，采用小波分解和重构算法提取电动机需求功率的低频成分，并运用傅里叶级数分解的方法将小波分解层数和低通滤波的截止频率与燃料电池的极限变载速率相关联，实现燃料电池的功率匹配，使燃料电池承担低频功率部分，辅助电源承担高频功率部分；采用SOC闭环控制策略给燃料电池输出功率叠加一个微调量，使辅助电源控制在正常范围内，进而保证动力系统的可靠运行，并减小控制难度。并减小控制难度。并减小控制难度。

【技术实现步骤摘要】
一种氢电混合动力系统的功率分配方法


[0001]本专利技术属于燃料电池汽车及船舶
，具体涉及一种氢电混合动力系统的功率分配方法。

技术介绍

[0002]化石能源的日渐匮乏以及尾气排放问题使得新型清洁能源逐步进入人们的视野。质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有零排放、功率密度高、启动速度快、工作温度低以及能量转化效率高等诸多优势，在交通领域得到广泛关注和应用。
[0003]质子交换膜燃料电池是一种以氢气为燃料、氧气为氧化剂的电化学发电装置。氢气在电堆阳极发生氧化反应失去电子转化为质子，通过质子交换膜到达阴极并与阴极产生的氧离子生成产物水。质子交换膜燃料电池具有诸多优势，但由于质子交换燃料电池动态响应慢，而实际交通工况的需求功率变化快，单一的燃料电池难以匹配动力系统所需功率，因此常采用燃料电池+辅助能源的方式为动力系统提供动力。这种氢电混合动力系统既克服了燃料电池动态响应慢，纹波耐受能力弱的缺点，又克服了纯电动汽车续航里程短的问题。但多级能量源的设计模式也引入了新的问题，即系统的功率分配问题，不合理的功率分配策略不仅会导致系统氢耗的增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢电混合动力系统的功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：设置一个容量为2
N
的实时双向队列空间，电动机实时需求功率P
req
依次填充实时双向队列空间，并采用滑动窗口的形式更新被完全填充的实时双向队列空间，获得更新后实时双向队列空间中填充的数据；其中，N≥4；步骤2：对更新后实时双向队列空间中填充的数据进行n层小波分解和小波重构，得到电动机实时需求功率P
req
的低频分量P
n
，作为燃料电池的基量；其中，小波分解的层数n的获取步骤为：步骤2.1：选取一个被电动机历史需求功率P
req
′
完全填充的容量为2
M
的历史双向队列空间，初始化小波分解的层数m＝1；其中，M≥10；步骤2.2：对历史双向队列空间填充的数据进行m层小波分解和小波重构，得到重构信号y
m
；步骤2.3：对重构信号y
m
进行快速傅里叶变换，得到[0,f
s
/2]频率区间内各频点的幅值A
k,m
和频率f
k,m
，计算A
k,m
×
f
k,m
；其中，f
s
为电动机历史需求功率P
req
′
的数据采样频率；步骤2.4：若在[0,f
s
/2]频率区间内均满足A
k,m
×
f
k,m
≤A
c
×
f
c
，则选择当前层数m的值为小波分解的层数n；否则，令m＝m+1，转回步骤2.2；其中，f
c
和A
c
分别为截止频率和截止频率所对应的幅值，获取步骤为：步骤2.4.1：获取燃料电池的极限变载速率a；步骤2.4.2：对历史双向队列空间填充的数据进行傅里叶级数展开并按谐波频率升序排列，得到：x(t)＝b0+b
1 sin(2πf1t+Ψ1)+b
2 sin(2πf2t+ψ2)+...+b
k sin(2πf
k
t+ψ
k
)+...其中，x(t)为历史双向队列空间填充的数据；b0为常数项；b1为一次谐波系数，f1为一次谐波频率，ψ1为一次谐波的相位偏移量；b2为二次谐波系数，f2为二次谐波频率，ψ2为二次谐波的相位偏移量；b
k
为k次谐波系数，f
k
为k次谐波频率，ψ
k
为k次谐波的相位偏移量；步骤2.4.3：初始化k＝1；步骤2.4.4：求取k次谐波分量的斜率最大值r＝2πb
k
f
k
；步骤2.4.5：若r<a，则令k＝k+1，转回步骤2.4.4；否则，令A
c
＝b
k
，f
c
＝f
k
；步骤3：实时采集辅助电源的SOC值SOC
battery
，设定SOC期望值SOC

【专利技术属性】
技术研发人员：聂巍，邓乐，曹继申，王仁康，李凯，汤浩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：