基于Boost电路的交流阻抗测试扰动信号生成方法

作者:沈泽华; 彭再武; 陈雄春; 王坚; 刘少春
来源:控制与信息技术, 2022, (01): 14-18.
DOI:10.13889/j.issn.2096-5427.2022.01.003

摘要

由于交流阻抗谱可以综合反映氢燃料质子交换膜燃料电池(PEMFC)的水、氧气和氢气含量等参数信息,为实现整车在线监控PEMFC的健康状态,文章提出一种基于Boost电路的扰动信号生成方法用于PEMFC电池的交流阻抗测试。其无需额外增加硬件电路,利用车上燃料电池升压DC/DC电源的主电路(多相Boost电路并联),以SPWM方式在输出直流电流上叠加设定频率、设定幅值的交流正弦波扰动;结合现有的DC/DC回路输入恒流PID控制算法,构建相应的数字控制器,并对实物样机进行生成信号测试分析,通过解析DC/DC输入侧扰动产生的交流电压及电流波动,测试各频率点的交流阻抗及相位变化,绘制相应的交流阻抗图谱。最后,文章基于PEMFC的Randles等效电路和燃料电池动力系统的电气原理,搭建试验测试台架进行模拟测试;通过对测试数据的对比分析,验证了本文所提出的扰动信号生成方法的有效性和准确性。