基于燃料电池的复合电源式装载机分层控制

摘要

装载机能耗高、排放差,研究装载机新能源技术具有重要意义。结合装载机工况特性提出了燃料电池与超级电容联合驱动的电源系统,围绕复杂工况下燃料电池和超级电容系统动态模型的实时工况数据进行自适应能量管理策略研究。设计了复合电源拓扑结构与动力传动方案,建立装载机复杂工况下系统多状态模型,基于Haar小波理论对整车系统进行功率分流,提出模糊逻辑能量管理策略动态平衡需求功率中的低频分量,采用粒子群算法对控制系统进行优化。仿真结果显示:载荷功率经过最优阈值3层Haar小波处理后,功率变化大幅度减缓,有效提升燃料电池系统的寿命;模糊逻辑控制器输出的燃料电池功率曲线变化光滑,超级电容SOC值处于设定区域内,提高复合电源系统的综合效率;经过粒子群算法优化控制器后,燃料电池输出平均功率同比下降约5%,超级电容SOC值在约0.6达到动态平衡状态,改善了装载机的动态响应和稳定性。