燃料电池作为主能量源的复合电源电动汽车,拥有能量转化效率高、无污染、低噪声等优点,能克服燃料电池输出特性软、动态响应慢和不能回收再生制动能量等缺点,在新能源汽车领域具有广阔的应用前景。针对燃料电池混合动力汽车(Fuel Cell Hybrid Electric Vehicle,FCHEV)行驶过程中三能量源功率协调分配问题,通过分析能量源动态工作特性,设计了基于模糊控制与等效消耗最小分层能量管理策略、基于工况识别等效消耗最小策略和基于速度预测等效消耗最小策略,来实现能量源的功率分配,主要介绍内容如下。首先,设计模糊控制与等效消耗最小分层能量管理策略。在上层能量管理中,为了保持电池和超级电容荷电状态的一致性,根据电池和超级电容荷电状态惩罚函数,设计变等效因子,采用等效氢消耗最小策略,得到燃料电池最优输出功率;在下层能量管理中,根据超级电容功率密度大的特性,设计模糊控制策略,实现电池和超级电容的功率分配。其次,设计基于工况识别的等效氢消耗最小FCHEV能量管理策略。将Advisor中自带的十六种标准工况进行聚类分析,选取具有代表性的特征参数,分成五类典型代表工况,将样本库的数据作为神经网络工况识别器的训练样本,训练出在线工况识别器,自适应调整变等效因子,上层采用等效氢消耗最小控制策略,下层为了提升超级电容主动承担峰值功率的作用,采用低通滤波器,提升燃料电池混合动力系统工况适应性,实现电池和超级电容的功率分配。然后,设计基于速度预测的等效氢消耗最小FCHEV能量管理策略。利用滑动窗口算法对历史速度进行汇总,获得最近邻预测的速度状态转移概率矩阵,结合在线工况识别器,调整变等效因子,进一步提升能量管理策略的质量和燃料电池混合动力汽车对工况的预知性,实现三能量源功率分配。最后,通过仿真实验验证本文所涉及的能量管理策略结果表明,三种能量管理策略在保证合理分配能量、保证整车动力性的同时,降低了氢能源消耗。其中,在模糊控制与等效氢消耗最小的分层能量管理策略中,提高了燃油经济性和超级电容利用率,并延长了电池使用寿命,保证了电池和超级电容荷电状态(State of Charge,SOC)一致性;在基于工况识别工况识别的等效氢消耗最小能量管理策略中,提升了FCHEV工况适应性,并提高了超级电容主动承担峰值功率的作用;在基于速度预测的等效氢消耗最小能量管理策略中,进一步提高了能量管理策略对工况的预知性,能够更加主动调节超级电容的功率输出,提升了能量管理系统的品质。