在线和离线控制相结合的燃料电池有轨电车能量管理策略

摘要

燃料电池/锂电池/超级电容混合动力有轨电车全局能量管理策略中的动态规划控制效果良好，能够较好地提高燃油经济性，但是其需要先验工况、计算量大、耗时长、无法实现在线控制，针对上述问题本文提出了一种改进策略。首先，根据有轨电车历史运行数据建立马尔科夫功率状态转移矩阵，对有轨电车运行工况进行预测；其次，利用滑动窗口大量连续、无限快速观测数据的特点对有轨电车中的燃料电池功率数据进行更新，加快动态规划算法的迭代速度，并以最小氢耗量为目标函数，通过逆向求解正向寻优获得最优控制；最后，将本文策略与状态机策略、传统动态规划策略进行对比分析。结果表明：本文策略运算时间相较于传统动态规划大幅减少，有效地减少了燃料电池大电流放电的次数和幅值，提高了燃料电池的耐久性；在有轨电车实时运行过程中对主辅电源进行合理的功率分配，提高了混合动力系统的燃油经济性和平均效率。

关键词

混合动力有轨电车 / 全局优化 / 工况预测 / 能量管理策略

基金资助

中车“十四五”科技重大专项项目（2021CXZ021）; 国家重点研发计划项目（2017YFB1201003-020）