增程式燃料电池电动物流车动力系统匹配与控制策略研究

发布时间：2020-08-27 16:08

【摘要】：近年来,由于人们对于石油资源的过度使用,资源短缺已然成为我们要面临的严重问题之一。为从根底上解决车辆消耗燃油的问题,新能源汽车初露手脚。但由于早期纯电动汽车存在电池技术问题,续航里程差强人意,为了提高续航里程同时又不加大环境污染的力度,增程式电动汽车被提出。所谓的增程式电动汽车,顾名思义,其设计的初衷就是为了增加续航里程。而增程器的类型多种多样,可以是发动机发电,也可以是燃料电池直接发电。本文中采用了氢燃料电池作为增程器,除此之外,车辆动力系统与纯电动汽车无太大差别,并且主要由动力电池系统、燃料电池增程器系统、动力驱动系统、车辆控制系统和辅助动力系统(APU)组成。最大的区别就是多了对增程器的控制,即要进行能量的合理分配,使其达到增加续航里程的目的。本文主要基于国产某型号MPV车,重新设计的一款增程式燃料电池电动物流车,并对其进行研究。文中首先确定整车动力系统的结构,对驱动电机、动力电池和燃料电池增程器进行选择和参数匹配,并且使用ADVISOR软件进行匹配参数的初步验证;其次,为了实现本文增程式燃料电池电动物流车的最大续航里程这个目标,对整车的能量管理策略进行研究,提出一种带有模糊逻辑的功率跟随控制策略,控制燃料电池增程器的开启,保持锂电池的SOC值,使锂电池组随时高效运行;再次,使用MATLAB/Simulink软件进行建模和仿真,在此之中,先分析了前向仿真和后向仿真的区别,而后又分别建立了驾驶员模型、驱动电机及其控制器模型、锂电池模型和燃料电池增程器模型等,用来参数的输入输出计算,并运用On/Off控制策略与本文带有模糊逻辑的功率跟随控制策略进行仿真对比,其仿真结果初步证实了本文策略的有效性,并且在功率跟随控制策略下,物流车的制动回收能量和燃料电池的效率有所提升,即经济性得到改善,并且动力性也有提高;最后用转鼓实验测试,结果表明所提出的增程式燃料电池电动物流车的结构可行,且证明了带有模糊逻辑的功率跟随控制策略的有效性和真实性。
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.722
【图文】：

驾驶员PID控制模型

电机模型图

锂电池模型图

【参考文献】

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本文编号：2806318