汽车工程学报2024,Vol.14Issue(4) :661-673.DOI:10.3969/j.issn.2095?1469.2024.04.10

双堆燃料电池热管理系统自抗扰控制

Active Disturbance Rejection Control for a Dual-Stack Fuel Cell Thermal Management System

程博源 刘志恩 刘昌伟 李晨雨 李永超 卢炽华
汽车工程学报2024,Vol.14Issue(4) :661-673.DOI:10.3969/j.issn.2095?1469.2024.04.10

双堆燃料电池热管理系统自抗扰控制

Active Disturbance Rejection Control for a Dual-Stack Fuel Cell Thermal Management System

程博源 1刘志恩 1刘昌伟 2李晨雨 1李永超 1卢炽华1
扫码查看

作者信息

  • 1. 武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,武汉 430070;先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室),广东,佛山 528200
  • 2. 中国舰船研究设计中心,武汉 430064
  • 折叠

摘要

为对双堆燃料电池热管理系统进行有效控制,基于试验数据建立了电堆模型,并耦合水泵、换热器等关键零部件模型形成完整的热管理系统模型.为保证阶跃工况下电堆温度的稳定,设计了基于比例积分与线性自抗扰算法的联合控制策略,并进行仿真验证.提出了基于前馈解耦及串级LADRC的改进控制策略,通过仿真对比改进前后的控制效果.结果表明,改进后的控制策略能有效减小超调量,反映温控精度的时间乘绝对误差积分量最高可降低66.39%.

Abstract

To effectively control the thermal management system of a dual-stack fuel cell system,this paper establishes a fuel cell stack model based on test data,and couples it with key component models such as pumps and heat exchangers to form a complete thermal management system model.To stabilize the stack temperature under disturbances,a control strategy combining proportional-integral(PI)with linear active disturbance rejection control(LADRC)was proposed and verified by simulation.Finally,an improved control strategy based on feedforward decoupling and cascade LADRC was proposed.The control effects before and after the improvement were compared through simulation.The results show that the improved control strategy can effectively reduce overshoot,and the integral time absolute error(ITAE),reflecting temperature control accuracy,can be reduced by up to 66.39%.

关键词

双堆燃料电池系统/热管理/自抗扰/串级控制

Key words

dual-stack fuel cell system/thermal management/active disturbance rejection control/cascade control

引用本文复制引用

基金项目

国家重点研发计划"新能源汽车"重点专项(2023YFB2504201)

先进能源科学与技术广东省实验室佛山分中心(佛山仙湖实验室)燃料电池系统与整车技术研发中心运行经费(323-14010)

出版年

2024
汽车工程学报
中国汽车工程研究院股份有限公司

汽车工程学报

CSTPCD
影响因子:0.35
ISSN:2095-1469
参考文献量5
段落导航相关论文