车用大功率燃料电池发动机进气系统控制 |
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引用本文: | 石晨旭,杜常清,王超,李兴意,张家铭.车用大功率燃料电池发动机进气系统控制[J].汽车工程,2023(11):2148-2156. |
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作者姓名: | 石晨旭 杜常清 王超 李兴意 张家铭 |
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作者单位: | 1. 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室(武汉理工大学);2. 先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室) |
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摘 要: | 为满足100 kW大功率氢燃料电池发动机工作时气体供应需求,开发进气系统控制策略。首先对燃料电池电堆及进气系统进行建模,依托被控对象模型设计开发了“MAP前馈+PID反馈”的阴、阳极进气控制策略,采用单片电压状态与系统效率加权求和的方式标定阳极吹扫时间,并通过台架测试验证了该策略部署到实际控制器中的控制效果。结果显示,在稳态和瞬态工况中均实现了对压力和流量的快速响应,使得电流拉载速率提高到120和-170 A/s,阳极压力稳态和瞬态控制精度分别为98.93%和95.10%,全功率单片电压平均值为15 mV,一致性较好。基于测试数据标定搭建了阴极进气系统状态方程,开发了集成非线性扰动观测器和基于Lyapunov直接法的非线性控制器的进气方案,经MIL仿真测试显示了对空气进气控制目标的准确控制,为进一步提高控制系统响应精度提供了理论基础。
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关 键 词: | 氢燃料电池发动机 系统建模 进气系统控制 台架试验 Lyapunov直接法 |
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