[发明专利]混合动力燃料电池汽车仿真控制方法及系统

摘要

本发明公开了一种混合动力燃料电池汽车仿真控制方法及系统，通过搭建燃料电池及超级电容模型、DC/DC系统控制器及整车模型，采用实物控制器，以此联合搭建混合动力燃料电池汽车仿真系统。控制方法方面采用功率需求辨识差额计算方法，快速得出功率需求，再通过对需求功率的模糊控制得出燃料电池及超级电容的输出功率，然后对燃料电池采用模糊控制、对超级电容采用引入反馈的PI控制，以达到对燃料电池及超级电容输出功率的控制，最后引入系统输出负反馈使系统对驾驶信息变化响应。本发明采用模糊控制策略对燃料电池发电功率进行控制，降低了燃料电池系统控制的复杂度并具有一定的智能性；将系统输出作为负反馈输入，使得系统控制精准度高，稳定性好。

主权项

1.一种混合动力燃料电池汽车仿真控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：1)对输入的驾驶信息S_i进行辨识，与当前驾驶信息S_k进行比较，求出速度差值△v、加速度差值△a、坡道差值△l及环境因素，计算得出需求功率P'_k+1；当输入的驾驶信息S_i与当前驾驶信息S_k相等时，控制结束；2)采用功率分配模糊控制方法计算出燃料电池和超级电容的输出占比，得到燃料电池和超级电容的功率分配因子K_a；3)根据功率需求P'_k+1和功率分配因子K_a计算得到燃料电池需要输出的功率P'_fu、超级电容需要输出的功率P'_soc；依据得到的燃料电池需要输出的功率P'_fu及当前燃料电池输出功率P_fu做模糊控制得出燃料电池模型的控制方案，使燃料电池模型输出所需功率；依据超级电容需要输出的功率P'_soc决定超级电容的充放电模型，引入当前超级电容输出功率P_soc负反馈对其进行PI控制，使超级电容的充放电模型输出所需功率。依据得到的燃料电池需要输出的功率P'_fu及当前燃料电池输出功率P_fu做模糊控制得出燃料电池模型的控制方案的具体过程为：以计算出的燃料电池需要输出的功率P'_fu及当前燃料电池输出功率P_fu作为模糊控制的输入，依据模糊规则2经过模糊推演后解模糊化得出燃料电池模型的控制方法，通过控制器对燃料电池模型进行控制，模糊规则2设定如下：(1)燃料电池需求功率P'_fu>P_fu时，氢气压力、空气压力及温度等辅助系统参数值加大；(2)燃料电池需求功率P'_fu≈P_fu时，氢气压力、空气压力及温度等辅助系统参数值不变；(3)燃料电池需求功率P'_fu＜P_fu时，氢气压力、空气压力及温度等辅助系统参数值减小。依据超级电容需要输出的功率P'_soc决定超级电容的充放电模式，引入当前超级电容输出功率P_soc作为负反馈对超级电容模型输出进行PI控制的过程为：若P'_soc≥0，则超级电容模型为放电模式，此时DC/DC控制器控制双向DC/DC模型为升压模式；反之，若P'_soc＜0，超级电容模型为放电模式，此时DC/DC控制器控制双向DC/DC模型为降压模式。4)DC/AC/DC模型根据燃料电池模型的控制方案向整车模型输出燃料电池需要输出的功率P'_fu，双向DC/DC模型向整车模型输出超级电容需要输出的功率P'_soc；5)将燃料电池需要输出的功率P'_fu、超级电容需要输出的功率P'_soc迭加得到功率需求P'_k+1，整车模型采集更新后的当前驾驶信息S_k+1，返回步骤1)。