氢燃料电池客车电电混合动力系统研究
发布时间：2021-05-25 10:07
随着环境污染、温室效应与能源短缺的加剧,为汽车寻找新型能源已迫在眉睫。氢-氧质子交换膜燃料电池被认为是最理想的车用动力,但其存在动态响应慢,启动时间长,价格高昂等缺点,难以满足独立驱动汽车的需求。因此,研究燃料电池与动力电池电电混合动力系统对燃料电池在汽车上的应用具有重要的意义。本文基于质子交换膜燃料电池（PEMFC）电化学原理,建立了包含能斯特电动势、活化过电压、欧姆过电压、浓差过电压以及双电荷层效应的PEMFC电化学Simulink仿真模型,通过仿真,分析了影响PEMFC性能的因素。之后,建立了包含PEMFC电堆、阴/阳极气体供给系统、温度系统等的燃料电池系统仿真模型,通过对空压机、背压阀、减压阀、放气阀和冷却剂水泵的控制,使PEMFC系统工作参数维持在合理区间内。基于AVL-Cruise平台建立了客车整车模型,并耦合所建立的PEMFC系统Simulink模型,从而获得了FC+B客车电电混合动力系统;对所建客车电电混合动力系统能量分配进行分析,基于Simulink建立了模糊能量管理策略、燃料电池运行状态控制策略及整车行驶状态控制策略。基于DLL动态链接库对所建模型进行联合仿真,仿真...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃料电池汽车国内外研究现状
1.2.2 燃料电池系统建模国内外研究现状
1.2.3 燃料电池混合动力汽车能量管理策略国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 PEMFC电化学模型建立与仿真分析
2.1 PEMFC组成及工作原理
2.2 PEMFC电化学模型
2.3 PEMFC动态特性
2.4 仿真分析
2.5 本章小结
3 PEMFC系统建模与仿真分析
3.1 PEMFC系统组成及建模分析
3.2 PEMFC电堆建模
3.2.1 电堆阴极建模
3.2.2 电堆阳极建模
3.2.3 质子交换膜水传输建模
3.3 PEMFC气体供给系统建模
3.3.1 阴极侧气体供给系统建模
3.3.2 阳极侧气体供给系统建模
3.4 温度系统建模
3.5 PEMFC系统控制研究
3.5.1 气体供给系统流量与压力控制
3.5.2 温度系统控制研究
3.6 PEMFC系统模型动态仿真分析
3.7 本章小结
4 氢燃料电池客车电电混合动力系统及控制策略建模
4.1 仿真软件介绍
4.2 氢燃料电池电动客车整车模型
4.3 FC+B电电混合动力系统模型
4.3.1 PEMFC系统Cruise/Simulink联合仿真模型
4.3.2 动力电池模型
4.3.3 驱动电机模型
4.3.4 附件模型
4.4 Simulink控制策略模型
4.4.1 FC+B电电混合动力系统模糊能量管理策略
4.4.2 PEMFC系统运行状态控制
4.4.3 整车行驶状态控制
4.5 本章小结
5 氢燃料电池客车电电混合动力系统仿真分析
5.1 氢燃料电池客车循环工况分析
5.2 PEMFC系统循环工况仿真分析
5.3 氢燃料电池客车电电混合动力系统能量管理仿真分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
附录
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”视域下新能源汽车发展路径研究[J]. 王义忠,程永元. 华北水利水电大学学报(社会科学版). 2020(01)
[2]氢燃料电池混合动力汽车能量管理系统建模与仿真分析[J]. 郭朋彦,宗贺辉,王一博,李冰洁. 汽车电器. 2020(01)
[3]燃料电池汽车动力系统仿真分析及控制策略研究[J]. 江玥,李涛,张哲,刘雨晖,陈申龙,张志猛. 数字制造科学. 2019(02)
[4]氢燃料电池汽车能量管理方法研究[J]. 孔岩. 汽车文摘. 2019(05)
[5]燃料电池汽车混合度与能量管理策略研究[J]. 宋昱,韩恺,李小龙,王东洋. 交通科技与经济. 2019(02)
[6]基于模糊综合评价法的健康促进学校建设能力评价[J]. 李金涛,张琼,王建勋,曹承建,凌岚,贺凤英. 中国健康教育. 2019(01)
[7]燃料电池客车动力系统建模与能量管理策略研究[J]. 王哲,谢怡,孙维,臧鹏飞. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基于状态机的燃料电池混合动力系统控制策略[J]. 陈维荣,燕雨,李奇. 西南交通大学学报. 2019(04)
[9]质子交换膜燃料电池控制策略综述[J]. 郑先娜,林瑞全. 电气技术. 2017(11)
[10]我国新能源汽车产业的发展与挑战[J]. 陈全世. 时代汽车. 2015(10)
博士论文
[1]燃料电池插电式混合动力轿车关键技术研究[D]. 陈平.清华大学 2017
硕士论文
[1]质子交换膜燃料电池发电系统建模及仿真研究[D]. 房鑫.青岛大学 2018
[2]燃料电池空气传输系统控制方法研究[D]. 潘俊刚.西南交通大学 2018
[3]混合动力汽车电机驱动控制系统的研究[D]. 李长隆.辽宁工业大学 2018
[4]质子交换膜燃料电池系统建模及控制方法的研究与实现[D]. 李鸿鹏.天津理工大学 2017
[5]车用燃料电池发电系统氢气回路控制[D]. 洪凌.浙江大学 2017
[6]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
[7]质子交换膜燃料电池湿度控制系统研究[D]. 葛福臻.武汉理工大学 2015
[8]燃料电池汽车动力电池SOC估算及能量管理策略研究[D]. 刘鹏.武汉理工大学 2014
[9]混合动力客车电源管理系统研究与设计[D]. 俞晓峰.哈尔滨工业大学 2013
[10]燃料电池汽车动力系统能量管理策略研究[D]. 张琴.武汉理工大学 2013
本文编号：3205150
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃料电池汽车国内外研究现状
1.2.2 燃料电池系统建模国内外研究现状
1.2.3 燃料电池混合动力汽车能量管理策略国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 PEMFC电化学模型建立与仿真分析
2.1 PEMFC组成及工作原理
2.2 PEMFC电化学模型
2.3 PEMFC动态特性
2.4 仿真分析
2.5 本章小结
3 PEMFC系统建模与仿真分析
3.1 PEMFC系统组成及建模分析
3.2 PEMFC电堆建模
3.2.1 电堆阴极建模
3.2.2 电堆阳极建模
3.2.3 质子交换膜水传输建模
3.3 PEMFC气体供给系统建模
3.3.1 阴极侧气体供给系统建模
3.3.2 阳极侧气体供给系统建模
3.4 温度系统建模
3.5 PEMFC系统控制研究
3.5.1 气体供给系统流量与压力控制
3.5.2 温度系统控制研究
3.6 PEMFC系统模型动态仿真分析
3.7 本章小结
4 氢燃料电池客车电电混合动力系统及控制策略建模
4.1 仿真软件介绍
4.2 氢燃料电池电动客车整车模型
4.3 FC+B电电混合动力系统模型
4.3.1 PEMFC系统Cruise/Simulink联合仿真模型
4.3.2 动力电池模型
4.3.3 驱动电机模型
4.3.4 附件模型
4.4 Simulink控制策略模型
4.4.1 FC+B电电混合动力系统模糊能量管理策略
4.4.2 PEMFC系统运行状态控制
4.4.3 整车行驶状态控制
4.5 本章小结
5 氢燃料电池客车电电混合动力系统仿真分析
5.1 氢燃料电池客车循环工况分析
5.2 PEMFC系统循环工况仿真分析
5.3 氢燃料电池客车电电混合动力系统能量管理仿真分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
附录
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”视域下新能源汽车发展路径研究[J]. 王义忠,程永元. 华北水利水电大学学报(社会科学版). 2020(01)
[2]氢燃料电池混合动力汽车能量管理系统建模与仿真分析[J]. 郭朋彦,宗贺辉,王一博,李冰洁. 汽车电器. 2020(01)
[3]燃料电池汽车动力系统仿真分析及控制策略研究[J]. 江玥,李涛,张哲,刘雨晖,陈申龙,张志猛. 数字制造科学. 2019(02)
[4]氢燃料电池汽车能量管理方法研究[J]. 孔岩. 汽车文摘. 2019(05)
[5]燃料电池汽车混合度与能量管理策略研究[J]. 宋昱,韩恺,李小龙,王东洋. 交通科技与经济. 2019(02)
[6]基于模糊综合评价法的健康促进学校建设能力评价[J]. 李金涛,张琼,王建勋,曹承建,凌岚,贺凤英. 中国健康教育. 2019(01)
[7]燃料电池客车动力系统建模与能量管理策略研究[J]. 王哲,谢怡,孙维,臧鹏飞. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基于状态机的燃料电池混合动力系统控制策略[J]. 陈维荣,燕雨,李奇. 西南交通大学学报. 2019(04)
[9]质子交换膜燃料电池控制策略综述[J]. 郑先娜,林瑞全. 电气技术. 2017(11)
[10]我国新能源汽车产业的发展与挑战[J]. 陈全世. 时代汽车. 2015(10)
博士论文
[1]燃料电池插电式混合动力轿车关键技术研究[D]. 陈平.清华大学 2017
硕士论文
[1]质子交换膜燃料电池发电系统建模及仿真研究[D]. 房鑫.青岛大学 2018
[2]燃料电池空气传输系统控制方法研究[D]. 潘俊刚.西南交通大学 2018
[3]混合动力汽车电机驱动控制系统的研究[D]. 李长隆.辽宁工业大学 2018
[4]质子交换膜燃料电池系统建模及控制方法的研究与实现[D]. 李鸿鹏.天津理工大学 2017
[5]车用燃料电池发电系统氢气回路控制[D]. 洪凌.浙江大学 2017
[6]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
[7]质子交换膜燃料电池湿度控制系统研究[D]. 葛福臻.武汉理工大学 2015
[8]燃料电池汽车动力电池SOC估算及能量管理策略研究[D]. 刘鹏.武汉理工大学 2014
[9]混合动力客车电源管理系统研究与设计[D]. 俞晓峰.哈尔滨工业大学 2013
[10]燃料电池汽车动力系统能量管理策略研究[D]. 张琴.武汉理工大学 2013
本文编号：3205150
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