燃料电池混合动力有轨电车多动力源自适应能量管理系统

摘要

本发明公开了一种燃料电池混合动力有轨电车多动力源自适应能量管理系统，包括：一燃料电池系统单元，一锂电池单元；一超级电容器单元；一单向直流变换器单元；一双向直流变换器单元接口和一自适应能量管理单元，该自适应能量管理单元由实时分配功率的功率分配处理子单元和自适应能量控制的双自适应神经元模糊推理子单元组成，通过实时检测运行工况和动力系统状态进行燃料电池单元、锂电池单元和超级电容器单元之间的功率实时自适应分配，使燃料电池单元保持平稳高效运行的同时确保锂电池单元和超级电容器单元充放电安全管理和有效的制动能量回收，提高整车和各电源的工作效率，延长各电源的循环使用寿命。

主权项

燃料电池混合动力有轨电车多动力源自适应能量管理系统，包括：一燃料电池系统单元，该燃料电池系统单元至少包括一燃料电池系统单元或相互串并联的多个燃料电池单元；一锂电池单元，该锂电池单元至少包括一锂电池单元或相互串并联的多个锂电池单元；一超级电容器单元，该超级电容器单元至少包括一超级电容器单元或相互串并联的多个超级电容器单元；一单向直流变换器单元，该直流变换器单元用于连接燃料电池系统单元至直流母线；一双向直流变换器单元接口，该双向直流变换器单元用于连接锂电池单元或超级电容器单元至直流母线；其特征在于，所述有轨电车用燃料电池/锂离子电池/超级电容器混合动力多动力源自适应能量管理系统包括一自适应能量管理单元，该能量管理单元通过实时检测运行工况和动力系统状态进行燃料电池单元、锂电池单元和超级电容器单元之间的功率实时自适应分配，使燃料电池单元保持平稳高效运行的同时确保锂电池单元和超级电容器单元充放电安全管理和有效的制动能量回收，提高整车和各电源的工作效率，延长各电源的循环使用寿命；所述自适应能量管理单元包括：一用于实时分配功率的功率分配处理子单元，通过采集实际工况的功率‑时间信号，设置基于三层Harr离散小波变换算法的高通和低通滤波器组，对工况的高频和低频部分进行解耦和重构；通过三层采样操作，将原始工况功率‑时间信号解构，再经过Harr离散小波变换，重构为4个不同频段的信号n₀、n₁、n₂、n₃；一用于自适应能量控制的双自适应神经元模糊推理子单元，其特征在于，通过由功率分配处理子单元得到的4个不同频段信号n₀、n₁、n₂、n₃，输入至双自适应神经元模糊推理子单元；其中，1号自适应神经元模糊推理子单元的输入信号是信号n₀、锂电池单元荷电状态(SOC)和超级电容器单元SOC，输出信号是燃料电池单元需求功率P_ref1；2号自适应神经元模糊推理子单元的输入信号是信号n₁+n₂+n₃+(n₀‑P_ref1)、蓄电池单元SOC和超级电容器单元SOC，输出信号是超级电容器单元需求功率P_ref3；根据实时输入信号，实现自适应管理控制。