燃料电池混合动力叉车动力系统设计研究
发布时间：2021-07-12 06:00
燃料电池混合动力叉车作为一种绿色叉车,使用氢气为燃料,连续工作时间长,燃料补充快捷,具有对人体辐射低,工作效率高,没有噪声污染和污染物排放等优点。为了解决内燃机叉车工作效率低、对环境产生污染,电动叉车充电时间长、工作时间短的问题;发展蓄电池和燃料电池混合动力的新能源叉车是保证叉车可持续发展的必然选择。首先,综合分析比较各种动力组合形式的利弊,确定了燃料电池和蓄电池的动力混合结构,对驱动和起升系统中各主要部件进行了选型与参数匹配。然后,利用Matlab/Simulink软件,通过前向仿真建模的方式,搭建包含燃料电池混合动力叉车各动力部件模型的的整车计算机仿真模型,为后面的能量管理策略及其经济性优化的仿真分析提供工具支持。其次,根据叉车的工作特点和能量管理目标,在对叉车的工作模式进行划分的基础上,制定各工作模式下的能量分配策略,设计了基于规则的逻辑控制策略,并在针对叉车独有特性设计的循环工况下进行仿真。最后,利用遗传算法工具箱对整车控制器中选择的控制参数进行优化;仿真结果表明,遗传算法的优化方法可以实现对所选控制参数的优化,降低燃料消耗,提高叉车的使用经济性。
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叉车驱动系统模型
图 3-4 叉车起升系统模型Fig. 3-4 The model of forklift hoisting system3.2 整车系统建模3.2.1 循环工况模型行驶工况反映了叉车的真实道路驾驶状况，是设计叉车动力性能指标的依据，对研究叉车的燃油消耗、污染物排放、新车型的验证以及交通控制方法的测定具有重要作用。根据 JB/T3300-92 测试标准，对试验车辆进行数据采集分析以及工况合成验证，建立反映叉车真实工作状况的运行工况[38]。如图 3-5 所示为循环工况模型，本运行工况将时间作为输入信号，通过查表插值法得到的目标车速作为循环工况模块输出。
图 3-5 循环工况模型Fig. 3-5 The model of cycle condition3.2.2 驾驶员模型驾驶员模型是区分前向仿真与后向仿真的标志，根据外界环境和驾驶意图，采用 PID 控制器真实模拟驾驶员的踏板操作动作。模型将来自行驶工况中期望车速与实际车速的误差或起升工况中期望起升速度与实际起升速度的误差 e 作为输入信号，根据两者之间的误差进行 PID 计算实时调节驾驶员的操作指令 K，输出加速踏板信号、制动踏板信号等驾驶员指令信号。PID 控制器数学模型：1 2e(t) = v (t) - v (t) （3-1）tp i d0de(t)k(t) = K e(t) + K e(t)d(t) + Kdt （3-2）式中，t 为时间序列；1v (t) 为期望速度；2v (t) 为实际速度； e(t) 为期望速度与实际
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于T-S模糊控制的燃料电池客车能量管理策略及仿真分析[J]. 李熙,谢勇波,宋超,文健峰. 客车技术与研究. 2017(04)
[2]燃料电池-动力电池电电混合动力客车的仿真分析[J]. 李飞强,柴结实,王宗田,李高鹏,朱光海. 客车技术与研究. 2017(03)
[3]基于ADVISOR的燃料电池汽车混合动力系统设计[J]. 刘树德,贠海涛,王成振,董心. 青岛理工大学学报. 2016(03)
[4]氢电混合燃料电池汽车动力系统研究进展[J]. 倪红军,吕帅帅,陈青青,裴一. 电源技术. 2015(04)
[5]纯电动轻型卡车再生制动系统的仿真与控制策略[J]. 宋百玲,周学升,李佳,王兴,程崇,孙世磊. 汽车安全与节能学报. 2015(01)
[6]燃料电池混合动力系统的功率平衡控制[J]. 贠海涛,谭建荣,赵玉兰. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[7]新能源汽车电池概述[J]. 付甜甜. 电源技术. 2014(12)
[8]基于ADVISOR的燃料电池混合动力车混合度的研究[J]. 问朋朋,黄明宇,冯小保,廖萍,倪红军. 电源技术. 2014(09)
[9]汽车燃料电池/蓄电池混合动力实时功率优化控制[J]. 孙红,向培勇,刘伟东. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2014(05)
[10]燃料电池混合动力系统动态耦合特性分析与建模研究[J]. 赵玉兰,贠海涛,郝魁,刘尊年. 高技术通讯. 2014 (03)
博士论文
[1]PEMFC混合动力叉车能量管理策略及应用研究[D]. 游志宇.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]车载燃料电池混合动力系统设计与能量管理[D]. 曹楠.西南交通大学 2017
[2]基于自适应模糊策略的燃料电池车混合动力系统控制[D]. 徐陈锋.浙江大学 2017
[3]燃料电池客车动力系统的改进研究[D]. 杜微微.吉林大学 2016
[4]车用燃料电池及其混合电源系统的研究[D]. 夏发银.安徽工程大学 2016
[5]氢燃料电池轿车能源与动力系统优化匹配及控制策略研究[D]. 温延兵.山东理工大学 2016
[6]增程式电动车模式切换过程中的发动机控制策略研究[D]. 张雪钊.吉林大学 2015
[7]燃料电池/蓄电池混合动力叉车电源系统设计[D]. 张德玉.西南交通大学 2015
[8]车载制氢式燃料电池电动汽车混合动力系统设计与研究[D]. 郭宝圣.浙江大学 2015
[9]燃料电池/蓄电池混合动力系统能量管理策略研究[D]. 向培勇.沈阳建筑大学 2015
[10]混合动力叉车动力装置参数匹配与能量控制策略研究[D]. 王鑫.山东理工大学 2012
本文编号：3279353
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
叉车驱动系统模型
图 3-4 叉车起升系统模型Fig. 3-4 The model of forklift hoisting system3.2 整车系统建模3.2.1 循环工况模型行驶工况反映了叉车的真实道路驾驶状况，是设计叉车动力性能指标的依据，对研究叉车的燃油消耗、污染物排放、新车型的验证以及交通控制方法的测定具有重要作用。根据 JB/T3300-92 测试标准，对试验车辆进行数据采集分析以及工况合成验证，建立反映叉车真实工作状况的运行工况[38]。如图 3-5 所示为循环工况模型，本运行工况将时间作为输入信号，通过查表插值法得到的目标车速作为循环工况模块输出。
图 3-5 循环工况模型Fig. 3-5 The model of cycle condition3.2.2 驾驶员模型驾驶员模型是区分前向仿真与后向仿真的标志，根据外界环境和驾驶意图，采用 PID 控制器真实模拟驾驶员的踏板操作动作。模型将来自行驶工况中期望车速与实际车速的误差或起升工况中期望起升速度与实际起升速度的误差 e 作为输入信号，根据两者之间的误差进行 PID 计算实时调节驾驶员的操作指令 K，输出加速踏板信号、制动踏板信号等驾驶员指令信号。PID 控制器数学模型：1 2e(t) = v (t) - v (t) （3-1）tp i d0de(t)k(t) = K e(t) + K e(t)d(t) + Kdt （3-2）式中，t 为时间序列；1v (t) 为期望速度；2v (t) 为实际速度； e(t) 为期望速度与实际
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于T-S模糊控制的燃料电池客车能量管理策略及仿真分析[J]. 李熙,谢勇波,宋超,文健峰. 客车技术与研究. 2017(04)
[2]燃料电池-动力电池电电混合动力客车的仿真分析[J]. 李飞强,柴结实,王宗田,李高鹏,朱光海. 客车技术与研究. 2017(03)
[3]基于ADVISOR的燃料电池汽车混合动力系统设计[J]. 刘树德,贠海涛,王成振,董心. 青岛理工大学学报. 2016(03)
[4]氢电混合燃料电池汽车动力系统研究进展[J]. 倪红军,吕帅帅,陈青青,裴一. 电源技术. 2015(04)
[5]纯电动轻型卡车再生制动系统的仿真与控制策略[J]. 宋百玲,周学升,李佳,王兴,程崇,孙世磊. 汽车安全与节能学报. 2015(01)
[6]燃料电池混合动力系统的功率平衡控制[J]. 贠海涛,谭建荣,赵玉兰. 浙江大学学报(工学版). 2015(03)
[7]新能源汽车电池概述[J]. 付甜甜. 电源技术. 2014(12)
[8]基于ADVISOR的燃料电池混合动力车混合度的研究[J]. 问朋朋,黄明宇,冯小保,廖萍,倪红军. 电源技术. 2014(09)
[9]汽车燃料电池/蓄电池混合动力实时功率优化控制[J]. 孙红,向培勇,刘伟东. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2014(05)
[10]燃料电池混合动力系统动态耦合特性分析与建模研究[J]. 赵玉兰,贠海涛,郝魁,刘尊年. 高技术通讯. 2014 (03)
博士论文
[1]PEMFC混合动力叉车能量管理策略及应用研究[D]. 游志宇.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]车载燃料电池混合动力系统设计与能量管理[D]. 曹楠.西南交通大学 2017
[2]基于自适应模糊策略的燃料电池车混合动力系统控制[D]. 徐陈锋.浙江大学 2017
[3]燃料电池客车动力系统的改进研究[D]. 杜微微.吉林大学 2016
[4]车用燃料电池及其混合电源系统的研究[D]. 夏发银.安徽工程大学 2016
[5]氢燃料电池轿车能源与动力系统优化匹配及控制策略研究[D]. 温延兵.山东理工大学 2016
[6]增程式电动车模式切换过程中的发动机控制策略研究[D]. 张雪钊.吉林大学 2015
[7]燃料电池/蓄电池混合动力叉车电源系统设计[D]. 张德玉.西南交通大学 2015
[8]车载制氢式燃料电池电动汽车混合动力系统设计与研究[D]. 郭宝圣.浙江大学 2015
[9]燃料电池/蓄电池混合动力系统能量管理策略研究[D]. 向培勇.沈阳建筑大学 2015
[10]混合动力叉车动力装置参数匹配与能量控制策略研究[D]. 王鑫.山东理工大学 2012
本文编号：3279353
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