張付軍，胡博睿，張虹

（北京理工大學(xué) 機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院，北京 100081）

當(dāng)前人類(lèi)建立在以消耗煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源基礎(chǔ)之上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，導(dǎo)致了日益突出的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)問(wèn)題[1].據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃油車(chē)對(duì)環(huán)境的污染約占總污染源的40%，排放法規(guī)的日益嚴(yán)峻和交通行業(yè)的“雙碳”目標(biāo)推動(dòng)燃油汽車(chē)的電氣化進(jìn)程[2].增程式電動(dòng)汽車(chē)兼?zhèn)浠旌蟿?dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)清潔電能的利用，又能保證續(xù)駛里程，逐漸成為研究熱點(diǎn)[3-4].燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)將蓄電池功率密度大和燃料電池能量密度大的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，同時(shí)解決了純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程短和燃料電池汽車(chē)動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢、成本過(guò)高的問(wèn)題.

燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力電池、燃料電池等組成，各部件參數(shù)的合理匹配是整車(chē)開(kāi)發(fā)和控制策略制定的必要基礎(chǔ)，對(duì)于提高整車(chē)動(dòng)力性能和續(xù)駛里程具有重要意義[5].張民安等[6]基于恒功率控制策略，以動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（state of charge, SOC）值作為增程器是否工作的判斷條件，對(duì)整車(chē)動(dòng)力性和純電動(dòng)及增程兩種模式下的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證.王旭海等[7]基于開(kāi)關(guān)模式的策略，由動(dòng)力蓄電池當(dāng)前的SOC 值確定燃料電池開(kāi)關(guān)的工作狀態(tài)，根據(jù)機(jī)車(chē)運(yùn)營(yíng)工況的不同對(duì)SOC值進(jìn)行設(shè)定，使動(dòng)力蓄電池SOC 值處于最佳工作狀態(tài)，以延長(zhǎng)其壽命.聶立新等[8]基于增程器啟動(dòng)時(shí)間及工作模式，提出了功率恒定輸出與功率跟隨輸出相結(jié)合的控制策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)里程的優(yōu)化控制.以上研究均是基于SOC 值進(jìn)行增程器是否工作的判斷及輸出功率的計(jì)算，沒(méi)有考慮到車(chē)輛不同工況下的需求功率和驅(qū)動(dòng)電機(jī)及燃料電池的效率.

文中以某款純電動(dòng)客車(chē)為研究對(duì)象，基于燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)各主要部件進(jìn)行匹配計(jì)算和選型，提出開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略.該策略以動(dòng)力電池組的SOC、當(dāng)前車(chē)速和整車(chē)需求功率為輸入量，根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)行模式和行駛工況確定燃料電池增程器的開(kāi)閉狀態(tài)和輸出功率，基于AVL-Cruise 和MATLAB/Simulink 分別搭建了整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)模型和燃料電池及能量管理策略模型，采用MATLAB DLL 接口實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真平臺(tái)的搭建和動(dòng)力系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證.結(jié)果表明，搭載所匹配設(shè)計(jì)的燃料電池增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)的各項(xiàng)性能均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且采用文中提出的能量管理策略車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程均優(yōu)于開(kāi)關(guān)式和功率跟隨式控制策略，對(duì)城市客車(chē)具有一定的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值.

1 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及選型

1.1 燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

增程式電動(dòng)汽車(chē)（extended-range electric vehicles，EREV）一般采用串聯(lián)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單，其在純電動(dòng)汽車(chē)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)增程器，有效解決了一般純電動(dòng)汽車(chē)行駛路程較短，續(xù)航能力不足的問(wèn)題[9].燃料電池增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)以動(dòng)力蓄電池為主動(dòng)力源，以燃料電池增程器為輔助動(dòng)力源, 燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示.當(dāng)動(dòng)力蓄電池SOC 值較低或輸出功率無(wú)法滿足車(chē)輛行駛工況需求時(shí)，啟動(dòng)增程器為動(dòng)力蓄電池充電或直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，在一定程度上增加了車(chē)輛的續(xù)駛里程.

圖1 燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of fuel cell incremental power system

1.2 整車(chē)基本參數(shù)及性能設(shè)計(jì)指標(biāo)

文中以某款純電動(dòng)客車(chē)為研究與改進(jìn)對(duì)象，在已有平臺(tái)和整車(chē)參數(shù)基礎(chǔ)上對(duì)其動(dòng)力系統(tǒng)部件進(jìn)行匹配設(shè)計(jì).該車(chē)基本參數(shù)和性能設(shè)計(jì)指標(biāo)分別如表1和表2 所示.

表1 整車(chē)基本參數(shù)Tab.1 Basic parameters of the whole vehicle

表2 整車(chē)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)Tab.2 Vehicle performance design index

1.3 動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及選型

燃料電池增程式動(dòng)力系統(tǒng)主要部件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)力蓄電池組、燃料電池和儲(chǔ)氫瓶.根據(jù)整車(chē)基本參數(shù)（表1）和性能設(shè)計(jì)指標(biāo)（表2）對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)主要部件進(jìn)行匹配計(jì)算和選型，結(jié)果如表3、4 和5 所示.

表3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)參數(shù)Tab.3 Parameters of Drive motor

表4 動(dòng)力電池組參數(shù)Tab.4 Parameters of power battery pack

表5 儲(chǔ)氫瓶參數(shù)Tab.5 Parameters of hydrogen storage bottle

其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇某款永磁同步電機(jī)；鋰離子電池具有高能量和功率密度、低自放電率和長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)的主要?jiǎng)恿10]，因此動(dòng)力蓄電池選擇寧德時(shí)代的某款磷酸鐵鋰電池，該型號(hào)電池單體額定電壓為3.2 V，單體額定容量為176 A·h；燃料電池選擇某款額定功率30 kW 的囯鴻氫能9SSL 型燃料電池，儲(chǔ)氫瓶選擇Ⅲ型35MPa 儲(chǔ)氫瓶.

2 動(dòng)力系統(tǒng)建模仿真

2.1 基于Cruise 的整車(chē)模型搭建

文中基于Cruise 搭建的燃料電池增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)模型如圖2 所示.車(chē)輛模塊主要包括所研究對(duì)象車(chē)輛的基本物理參數(shù)，包括整車(chē)外形尺寸、整備質(zhì)量、滿載質(zhì)量、風(fēng)阻系數(shù)、迎風(fēng)面積和滾動(dòng)阻力系數(shù)等.驅(qū)動(dòng)電機(jī)模塊主要包括所匹配電機(jī)的基本參數(shù)和轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速特性曲線及效率特性曲線等.動(dòng)力蓄電池模塊主要包括所匹配動(dòng)力電池組的基本參數(shù)和排列方式等.

圖2 基于Cruise 的增程式燃料電池客車(chē)整車(chē)模型Fig.2 Whole vehicle model of incremental fuel cell bus based on Cruise

各模塊之間的信號(hào)連接主要包括機(jī)械連接、電氣連接和總線信息連接.圖2 中單實(shí)線所示的連接為機(jī)械連接，主要連接的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、變速箱、主減速器、差速器和車(chē)輪.圖2 中雙實(shí)線所示的連接為電氣連接，主要指動(dòng)力蓄電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、其他耗電模塊和燃料電池系統(tǒng)終端之間的電信號(hào)連接.數(shù)據(jù)總線連接主要包括需要進(jìn)行信號(hào)通訊的各模塊之間的實(shí)時(shí)變量和控制信息傳遞，具有總線信息連接的模塊具有彩色箭頭的標(biāo)記.

2.2 基于Simulink 的燃料電池模型搭建

文中采用MANN 等[11]提出的燃料電池輸出特性經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)建立以電流密度、溫度、氫氧分壓為輸入，電壓、功率、效率為輸出的燃料電池?cái)?shù)學(xué)模型.根據(jù)該模型表示的質(zhì)子交換膜燃料電池（proton exchange membrane fuel cell, PEMFC）單電池輸出電壓Vcell為

式中：ENernst為燃料電池的理論電動(dòng)勢(shì)（或熱力學(xué)電動(dòng)勢(shì)）；Vact為活化損失電動(dòng)勢(shì)；Vohm為歐姆損失電動(dòng)勢(shì)；Vconc為濃差損失電動(dòng)勢(shì).

通過(guò)上述PEMFC 數(shù)學(xué)模型的分析，文中建立的PEMFC 模型如圖3 所示.

圖3 基于Simulink 的PEMFC 模型Fig.3 PEMFC model based on Simulink

圖4 所示為燃料電池功率和效率輸出特性曲線，由仿真結(jié)果可知，該燃料電池模型輸出特性與一般燃料電池輸出特性一致，輸出額定功率達(dá)到30 kW，與所選燃料電池額定功率一致，因此，該燃料電池模型可用于后續(xù)的仿真計(jì)算.

圖4 PEMFC 輸出特性曲線Fig.4 PEMFC output characteristic curve

3 能量管理策略研究及建模

3.1 開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略建立

能量管理策略是混合動(dòng)力汽車(chē)的核心技術(shù).其主要任務(wù)是根據(jù)車(chē)輛的動(dòng)力需求、動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及不同動(dòng)力源在工作效率、瞬態(tài)響應(yīng)特性、負(fù)載能力等方面的差異協(xié)調(diào)不同動(dòng)力源之間的動(dòng)力分配[12].文中所研究的燃料電池增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)以動(dòng)力蓄電池為主動(dòng)力源，燃料電池為輔助動(dòng)力源.對(duì)于這種動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如果單獨(dú)使用開(kāi)關(guān)式控制策略，可以將燃料電池設(shè)定在最大輸出功率點(diǎn)或最高效率點(diǎn)工作.如果燃料電池持續(xù)工作在最大功率輸出點(diǎn)，那么將會(huì)大幅度增加氫氣消耗量，且會(huì)縮短燃料電池的壽命；如果燃料電池持續(xù)工作在最高效率點(diǎn)，那么燃料電池所提供的功率無(wú)法滿足需求車(chē)輛在起步、加速和爬坡等需求功率較大的工況，這會(huì)使動(dòng)力電池的放電深度增大，導(dǎo)致動(dòng)力電池SOC 值下降率較快且續(xù)駛里程縮短.對(duì)于增程式動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，功率跟隨式控制策略適用于增程器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性快且輸出功率大的情況，而這恰恰是燃料電池系統(tǒng)所不具備的特點(diǎn).對(duì)于燃料電池增程式混合動(dòng)力系統(tǒng)而言，能量管理策略應(yīng)該兼顧上述兩種策略的特點(diǎn)，將二者的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，因此，文中提出開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略.該策略以動(dòng)力電池組的SOC、當(dāng)前車(chē)速和整車(chē)需求功率為輸入量，根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)行模式和行駛工況確定燃料電池增程器的開(kāi)閉狀態(tài)和輸出功率.

3.2 能量管理策略算法及流程

文中設(shè)置SOC 值的下限為40%，當(dāng)動(dòng)力電池的SOC 值低于40%時(shí)，燃料電池將工作在最大功率輸出點(diǎn)；SOC 值的上限設(shè)置為80%，當(dāng)動(dòng)力電池的SOC值大于80%且需求功率較低時(shí)，燃料電池以較低輸出功率工作；如果在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)力電池的SOC值長(zhǎng)時(shí)間高于80%且需求功率較低，則燃料電池增程器停止工作.由于文中所研究車(chē)輛為城市客車(chē)，考慮到城市客車(chē)的一般行駛工況可知，其在城市內(nèi)運(yùn)行的最高車(chē)速通常不超過(guò)50 km/h，通過(guò)計(jì)算可得其最高需求功率不超過(guò)54 kW.考慮驅(qū)動(dòng)電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間所處的轉(zhuǎn)速范圍，在滿足轉(zhuǎn)矩需求的情況下，取需求功率的最小值為20 kW 和最大值為36 kW 作為需求功率的臨界點(diǎn)，該臨界功率點(diǎn)均處于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高效區(qū).

定義燃料電池增程器的開(kāi)閉狀態(tài)為S.當(dāng)車(chē)輛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，動(dòng)力電池組SOC 值較高，此時(shí)如果整車(chē)需求功率低于20 kW，則燃料電池增程器不開(kāi)啟，即S=0.其余工況燃料電池增程器均為開(kāi)啟狀態(tài)，即S=1.燃料電池增程器開(kāi)閉狀態(tài)隨SOC 值和整車(chē)需求功率的變化如圖5 所示.

圖5 燃料電池增程器開(kāi)閉狀態(tài)圖Fig.5 Open and close state diagram of fuel cell ranger

當(dāng)燃料電池的工作狀態(tài)確定后，再由車(chē)輛運(yùn)行模式和行駛工況確定燃料電池系統(tǒng)的輸出功率.燃料電池增程器經(jīng)常需要在為車(chē)輛提供動(dòng)力的同時(shí)為動(dòng)力電池組充電，因此，使燃料電池長(zhǎng)時(shí)間以高效率工作，減小功率波動(dòng)成為能量管理策略的重點(diǎn)[13].由燃料電池輸出特性曲線（圖4）可以看出，當(dāng)輸出功率在5 ～25 kW 范圍內(nèi)時(shí)，燃料電池效率均在50%以上.因此，取燃料電池的功率最小值為5 kW，最大值為25 kW.在能量管理控制策略中設(shè)定燃料電池增程器的輸出功率不低于5 kW，目的是為保證燃料電池在低功率輸出時(shí)的能效.燃料電池系統(tǒng)的輸出功率應(yīng)適應(yīng)動(dòng)力系統(tǒng)SOC 值、當(dāng)前車(chē)速和整車(chē)需求功率的變化[14].圖6 所示為文中提出的開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略算法流程圖.其中，動(dòng)力電池組充電狀態(tài)為BSOC；整車(chē)需求功率為Pv；燃料電池增程器系統(tǒng)輸出功率為Pfc.

圖6 開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略算法流程圖Fig.6 Algorithm flowchart of switch/power following energy management strategy

3.3 能量管理策略模型及聯(lián)合仿真平臺(tái)搭建

開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略有3 個(gè)輸入量，分別是動(dòng)力電池SOC 值，當(dāng)前車(chē)速和整車(chē)需求功率.其中，動(dòng)力電池組的SOC 值和當(dāng)前車(chē)速可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳遞到能量管理策略模型中，需求功率和氫耗量需要通過(guò)計(jì)算得到.

作為增程式燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)經(jīng)濟(jì)性的衡量指標(biāo)，氫耗量的計(jì)算顯得尤為重要.氫耗量的計(jì)算通常有兩種方法，第一種是電荷法，由質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理可知，消耗一個(gè)氫氣分子會(huì)產(chǎn)生2 個(gè)電子，從而建立氫耗量和電流的關(guān)系，該方法適用于計(jì)算理論氫耗量.第二種方法是根據(jù)能量守恒定律由燃料電池的輸出功率和氫氣的熱值來(lái)計(jì)算氫耗量，此方法的計(jì)算結(jié)果是實(shí)際情況下的真實(shí)氫耗量，因此，文中以第二種方法為建模原理進(jìn)行氫耗量計(jì)算模型的搭建.

根據(jù)輸入量和輸出量之間的算法關(guān)系和邏輯控制,基于Stateflow 搭建開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略模型.圖7 所示是開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略及燃料電池集成模型.

圖7 能量管理策略及燃料電池集成模型Fig.7 Energy management strategy and fuel cell integration model

將集成后的Simulink 模型利用MATLAB 中Min-GW-w64 C/C++編譯器生成“.dll”格式的文件，然后將該文件導(dǎo)入Cruise 中的MATLAB DLL 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)模塊即可進(jìn)行MATLAB/Simulink 和Cruise 的聯(lián)合仿真.圖8 所示為聯(lián)合仿真平臺(tái)搭建流程.

圖8 Simulink 和Cruise 聯(lián)合仿真平臺(tái)搭建流程圖Fig.8 Flow chart of Simulink and Cruise joint simulation platform construction

4 動(dòng)力系統(tǒng)性能仿真分析

4.1 整車(chē)動(dòng)力性仿真

在各模塊的參數(shù)設(shè)置完成之后，通過(guò)在計(jì)算項(xiàng)目目錄下的任務(wù)文件夾（task folder）中添加全負(fù)荷加速（full load acceleration）和爬坡性能（climbing performance）仿真計(jì)算任務(wù)，仿真計(jì)算結(jié)果如圖9所示.

圖9 整車(chē)動(dòng)力性能仿真曲線Fig.9 Whole vehicle dynamic performance simulation curve

由圖9（a）可得，車(chē)輛最高車(chē)速為83 km/h，0～50 km/h 加速時(shí)間為10.4 s，由圖9（b）可得，車(chē)輛等速10 km/h 爬坡度為24%，上述參數(shù)均滿足整車(chē)最高車(chē)速、原地起步加速時(shí)間和爬坡度設(shè)計(jì)指標(biāo).

4.2 整車(chē)經(jīng)濟(jì)性及續(xù)駛里程仿真

文中基于中國(guó)城市客車(chē)行駛工況CHTC-B 對(duì)整車(chē)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性及續(xù)駛里程仿真.表6 所示為該工況特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)表.該工況路譜總里程為5.49 km，總運(yùn)行時(shí)間為1 310 s.

表6 CHTC-B 工況特征參數(shù)表Tab.6 Characteristic parameters of CHTC-B working condition

在文件夾（task folder）中添加循環(huán)工況（cycle run）仿真計(jì)算任務(wù)，將CHTC-B 循環(huán)工況輸入進(jìn)循環(huán)路譜中，車(chē)輛沿路譜行駛狀態(tài)和整車(chē)經(jīng)濟(jì)性及續(xù)駛里程仿真結(jié)果如圖10 和圖11 所示.

圖10 車(chē)輛沿路譜行駛狀態(tài)曲線Fig.10 Vehicle driving state curve along the road spectrum

圖11 整車(chē)經(jīng)濟(jì)性能及續(xù)駛里程仿真曲線Fig.11 Simulation curve of vehicle economic performance and driving range

由圖10（a）可知，車(chē)輛的當(dāng)前車(chē)速與目標(biāo)車(chē)速之間差別較小，說(shuō)明基于文中所搭建的動(dòng)力系統(tǒng)模型，在開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略控制下，車(chē)輛有較好的路譜跟隨性.由圖10（b）可知，燃料電池增程器功率能夠根據(jù)SOC 值和整車(chē)需求功率按照所設(shè)計(jì)的能量管理策略進(jìn)行輸出.綜上說(shuō)明仿真結(jié)果能夠較真實(shí)反映所設(shè)計(jì)能量管理策略的輸出，可以通過(guò)仿真結(jié)果對(duì)該能量管理策略進(jìn)行評(píng)價(jià).

圖11（a）所示為開(kāi)關(guān)式、功率跟隨式和開(kāi)關(guān)/功率跟隨式3 種能量管理策略下SOC 值和氫耗量隨時(shí)間的變化曲線（單循環(huán)），由于動(dòng)力蓄電池組的SOC值在大多數(shù)情況下均處于0.4～0.8 的范圍內(nèi)，因此選擇初始SOC 值在該范圍內(nèi)更能反映出3 種策略下整車(chē)經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)劣，設(shè)置初始SOC 為0.7，其性能分析對(duì)比如表7 所示.由表7 中的數(shù)據(jù)可知，在一個(gè)CHTCB 路譜循環(huán)下，開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略的SOC 下降值最小且氫耗量最低.根據(jù)CHTC-B 路譜單循環(huán)時(shí)間和里程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算可得，開(kāi)關(guān)功率/跟隨式能量管理策略在CHTC-B 路譜下百公里氫耗量為2 kg，低于開(kāi)關(guān)式和功率跟隨式策略下的百公里氫耗量.

表7 3 種策略整車(chē)經(jīng)濟(jì)性能對(duì)比Tab.7 Comparison of vehicle economic performance of three strategies

圖11（b）所示為行駛多個(gè)CHTC-B 路譜循環(huán)下3種策略SOC 值變化曲線，由圖可知， SOC 值由初始值0.85 降低至截止值0.2 時(shí)，開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略控制下車(chē)輛行駛時(shí)間最長(zhǎng)，行駛距離最遠(yuǎn).分析計(jì)算3 種策略控制下車(chē)輛續(xù)駛里程如表8 所示.

表8 3 種策略車(chē)輛續(xù)駛里程對(duì)比Tab.8 Comparison of vehicle mileage of three strategies

綜合對(duì)比表7 和表8 數(shù)據(jù)可知，在開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略控制下，整車(chē)基于CHTC-B 路譜工況下百公里氫耗量為2 kg，車(chē)輛續(xù)駛里程為142 km，滿足車(chē)輛續(xù)駛里程指標(biāo)，且車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性和續(xù)駛里程均優(yōu)于開(kāi)關(guān)式和能量跟隨式能量管理策略，其中車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性相對(duì)于開(kāi)關(guān)式和能量跟隨式兩種控制策略分別提高62%和31%，續(xù)駛里程相對(duì)于該兩種控制策略分別提高41%和18%.

5 結(jié) 論

文中以某款純電動(dòng)客車(chē)為研究對(duì)象，結(jié)合蓄電池功率密度大和燃料電池能量密度大的優(yōu)點(diǎn)提出了蓄電池/燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)各主要部件進(jìn)行匹配計(jì)算和選型.根據(jù)車(chē)輛行駛工況和運(yùn)行模式提出了開(kāi)關(guān)/功率跟隨式能量管理策略，基于AVL-Cruise 和MATLAB/Simulink建立聯(lián)合仿真平臺(tái)對(duì)車(chē)輛性能進(jìn)行仿真驗(yàn)證.結(jié)果表明，搭載文中所匹配設(shè)計(jì)的增程式燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的城市客車(chē)最高車(chē)速為83 km/h，最大爬坡度（等速10 km/h）為24%，0～50 km/h 加速時(shí)間為10.4 s，在中國(guó)城市客車(chē)行駛工況CHTC-B 下100 km 氫耗量為2 kg，續(xù)駛里程為142 km，各項(xiàng)性能均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，且采用文中提出的能量管理策略車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性相對(duì)于開(kāi)關(guān)式和能量跟隨式兩種控制策略分別提高62%和31%，續(xù)駛里程相對(duì)于該兩種控制策略分別提高41%和18%，對(duì)城市客車(chē)具有一定的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值.