机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (10): 325-337.doi: 10.3901/JME.260276
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李丞, 仇昕, 朱仲文, 季传龙, 江维海
LI Cheng, QIU Xin, ZHU Zhongwen, JI Chuanlong, JIANG Weihai
摘要: 针对燃料电池汽车在动态工况下能量管理策略存在等效因子调节滞后与工况适应性不足的问题,本研究构建基于双层预测和工况识别的优化控制框架。首先提出基于工况需求预测的自适应等效能耗最小策略(Forecast-adaptive equivalent consumption minimization strategy, F-AECMS),通过神经网络构建工况需求预测模型,结合时域滚动优化机制动态更新等效因子,提升了动力系统性能参数在随机工况扰动下的鲁棒性。在此基础上,进一步提出基于双层预测和工况识别的自适应优化策略(Promoted forecast-adaptive ECMS, PF-AECMS),制定等效因子平滑约束机制,实现将燃料电池功率波动幅值降低约7%,并将等效因子超调量控制在±8%。仿真结果表明,PF-AECMS策略相比F-AECMS策略和AECMS策略展现出了最佳的控制效果,PF-AECMS策略下动力电池荷电状态(State of charge, SOC)首次恢复目标值的时间为2.4 s,相比F-AECMS策略缩短了27.3%,且SOC终值与目标值的偏离率为0.3%。实车试验结果表明,PF-AECMS策略展现出更优的经济性能,相比F-AECMS策略提高4.3%,相比基于规则的策略提高27.6%,验证了PF-AECMS策略在动态工况下的优化效果。研究成果为动态工况下燃料电池汽车能量管理策略提供了兼具方法创新与工程应用价值的解决方案。
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