6.2.1　等效氢耗最小能源管理策略

6.2.1　等效氢耗最小能源管理策略

等效氢耗是一种将电能消耗转换为氢气量度量的方法，以便用于能源系统的经济性分析。等效氢耗最小能源管理策略的目标是使混合动力系统的等效氢耗最小。对于氢燃料电池／锂电池混合动力系统，等效氢耗最小能源管理策略就是根据负载需求功率以及锂电池的SOC，合理分配氢燃料电池和锂电池的输出功率，使得系统等效氢耗最小，以获得最优的能源经济性能。

首先，建立氢燃料电池和锂电池的等效氢耗预测模型。

由图6-11可知，氢燃料电池瞬时氢耗Cfc与其输出功率Pfc呈线性关系，即

图6-11　 燃料电池流率消耗

根据等效氢耗理论，锂电池的等效氢耗Cbat可用下式计算：

式中，Cfc_avg，Pfc_avg——氢燃料电池的平均氢耗和平均功率；

ηchg_avg，ηdis_avg——锂电池的平均充电效率和平均放电效率；

ηchg，ηdis——锂电池的充电效率和放电效率，

式中，R dis——放电过程电池内阻；

R chg——充电过程电池内阻；

Pbat——电池功率；

Uocv——电池开路电压。

以混合动力系统瞬时氢耗最小为优化目标，即

式中，m——修正系数；

Ubus——母线电压；

μ——SOC的平衡系数；

SOC H，SOC L——SOC的上限值、下限值。

等效氢耗最小策略参数如表6-3所示。

表6-3　等效氢耗最小策略参数

在氢燃料电池氢耗线性模型下，等效氢耗最小瞬时优化问题与外界需求功率无关，本质是考虑锂电池SOC平衡的充放电优化问题。

锂电池最优输出功率P bat_opt的计算公式如下：

式中，

根据锂电池最优输出功率，可计算氢燃料电池的最优输出功率P fc为

式中，P d——总线功率；_opt

P fc——燃料电池的最优放电功率；

P fc max，P fc min——氢燃料电池的最大功率和最小功率。