摘要：质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢技术因其快速响应、宽功率范围动态可调优势和良好的波动适应性,可作为灵活调节资源,支撑电网供需双侧动态匹配,提高新能源利用率。从单电解池/槽模型入手,涵盖配套辅机,基于水、热、电、气四个方面,总结分析了国内外电解制氢系统的建模方法及研究进展,阐述各模型的适用条件及参数的选取依据,并对PEM制氢系统的改进方向进行展望。通过建模仿真可以明晰电解制氢系统动静态性能规律与行为特性,有效地支撑系统的设计、运行及控制优化。所进行的研究综述对PEM电解制氢系统的模型建立、开发研究及仿真分析有一定的理论价值与指导意义。

摘要：针对风力发电“弃风”电量耦合制氢问题,提出一种基于链式分配策略的风氢耦合系统。首先建立能表征弃风电量与质子交换膜电解槽主要特性的风氢耦合拓扑电路结构,围绕高降压比交错Buck变换器及其控制方法构建风氢耦合系统,并提出多堆质子交换膜电解槽风氢耦合系统链式功率分配策略。最后通过算例仿真验证该系统可提升弃风利用率和系统可靠性,可有效解决弃风电量水电解制氢耦合控制与功率分配问题。

摘要：锂电池动力系统广泛使用电力电子开关设备进行能量转换,这些设备运作时会在电池回路中产生高频的谐波电流,导致电池发热,进而影响电池的工作性能。设计实验探究锂离子动力电池在高频直流激励下的生热特性和温升曲线,同时基于电路等效模型,推导电池回路电流详细表达式,并采用经典能量守恒模型预测电池温升。结果表明,在实验拓扑电路条件下,锂离子动力电池在高频直流放电情况下温度上升较缓慢,同时开关的频率越高,温升速率越小。在50 kHz开关频率下,锂离子动力电池400 s内的温升速率为0.63℃/min,仅为10 kHz开关频率的57%。

摘要：针对燃料电池电压电流输出特性及动态响应滞后的特点,提出燃料电池加辅助电源的中巴车电电混合动力系统方案。采用燃料电池加镍氢电池加超级电容的三能源结构作为整车的驱动电源,设计了整个动力系统的基本结构。通过分析动力系统的驱动模式,引入智能协调和预测控制思想,设计了燃料电池中巴车混合动力协调控制系统。采用三层前馈神经网络建立系统的非线性预测模型,对燃料电池发动机功率预测控制系统进行了研究和优化,给出了具体的预测控制算法步骤。仿真实验结果表明该控制策略具有良好的控制效果,减少了燃料电池发动机输出功率的频繁波动,整车动力性及经济性都得到了加强。

摘要：针对目前锂电池-超级电容复合能源电动汽车在单一模糊控制策略上的不足,提出并设计了多模糊联合控制的能量管理策略。结合实验台架实际参数,在MATLAB环境下搭建整车模型,通过ECE和UDDS工况对模糊方波调节控制策略、功率分配因子模糊控制策略和改进的基于模糊方波调节的联合控制策略对比分析,最后选择效果最优的基于模糊方波调节的联合控制策略嵌入实验台架进行验证。实验结果表明,本文中提出的控制策略在两种测试工况下均可实现锂电池在不同SOC下充放电电流平滑控制在1C以内,有利于锂电池组安全运行并有效降低整车行驶成本。

摘要：为研究锂电池与超级电容复合电源系统配置和电动汽车性能的关系,提出了单因素变化敏感度分析方法.建立了基于功率跟随式能量控制策略的锂电池与超级电容复合电源系统仿真模型,研究复合电源系统配置变化对电动汽车性能的影响.仿真结果表明：锂电池串联数量对电动汽车性能影响很小,敏感度在-0.041～0.099之间;超级电容串、并联数量对电动汽车最高车速影响较大,敏感度在0.180～0.277之间;超级电容串联数量对电动汽车加速性能影响最大,敏感度在-0.862～-0.650之间;超级电容并联数量对加速性能影响较大,敏感度在-0.289～-0.154之间;复合电源系统配置对能耗影响很小,敏感度在-0.041～0.057之间.实验测试结果验证了结论的有效性,可为改善电动汽车性能提供设计依据.

摘要：适当的进气可改善燃料电池的输出特性,但过量的进气可能导致质子交换膜损坏、氧匮乏和输出效率低等问题。进气系统过氧比值能反映气体供应的情况,是衡量燃料电池系统运行状况的重要参数。根据质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统建模分析过程,将负载电流作为外部扰动,并基于模型设计出比例-积分-微分(PID)控制器、传统滑模控制器(SMC)和非奇异终端滑模(NTSM)控制器。仿真结果表明:3种控制算法均能实现稳态跟踪,但两种滑模控制器的控制效果好于PID控制器,NTSM控制器的控制时间比PID控制器和SMC分别减少70.5%和48.5%。

摘要：为提高车载尾气热电发电DC/DC最大功率跟踪算法的动态跟踪速率和稳态精度,提出一种新型改进电导增量法与自适应变步长BP人工神经网络法相联合的迭代跟踪算法。同时采用带有电压闭环的交错Buck变换器,在建立其小信号模型的基础上,设计补偿网络保证系统的高效率和稳定性。在两种不同的发动机稳态工况以及动态条件下,对提出的一种新的混合法和单独的改进电导增量法、单独的BP人工神经网络法,进行了对比试验。仿真和试验结果证明所提出的算法的可行性和有效性,相比传统的改进电导增量法、BP人工神经网络法,稳态时混合法跟踪功率最接近实际值,功率损耗最小,适于车载尾气热电发电场合。所研究的基于一种新混合法的最大功率跟踪技术,对设计稳定、高效的车载尾气热电发电系统具有极高的参考价值。

摘要：利用超级电容的功率密度高及可大电流充放电等特点,提出并设计了锂电池与超级电容双能源电电混合动力系统,建立了基于交流电力测功机的混合动力系统在环综合测试台架。采用70.4V/40A·h的磷酸铁锂电池组与48.6V/165F超级电容模组进行混合,并设计了基于综合测试台架的后向工况测试流程。最后采用UDDS动态工况,完成对基于模糊PID控制的双能源能量管理策略系统的在环测试。测试结果表明,通过混合结构及能量管理策略,锂电池组的充放电电流均限制在1C范围内,超级电容承担大部分电流波动,保护了锂电池组。

摘要：电动汽车车载动力锂电池组在动态循环工况下的不一致性问题会严重降低电池组的整体性能。为此设计了一种基于宽压双向DC/DC的锂电池组主动均衡系统,实现任意单节或相邻多节电池间的高效能量转移。系统包括开关阵列选通单元、双向DC/DC单元和超级电容储能单元等。以各单节电池实时电压为均衡变量,开展均衡策略研究,并搭建了电池组主动均衡系统测试台架,对电池组在静置和恒流充电两种状态下进行均衡测试。结果表明:所提出的主动均衡方案可快速改善电池间的电压不一致性,均衡过程中能量转移效率可达83%以上。