小型燃料电池车研制与能量管理研究
发布时间：2021-06-12 07:10
能源危机和环境问题是全世界各国普遍面临的重要问题,为有效应对能源短缺、环境破坏的问题,各国都在大力开发新能源,进行可再生能源在各行各业的应用研究。而在众多的新能源中,氢能具有显著的优点:存量巨大、清洁、高效等。燃料电池是一种可将氢能高效转化为电能的装置,目前广泛应用于分布式发电、交通、军工、便携式电源等领域。尤其在交通领域,燃料电池车是一种驾驶习惯类似于传统燃油车的新能源车辆,具有绿色、高效、便捷的特点。目前,我国在内的各个国家均有燃料电池车的研发计划,并有少数已进入商业化阶段。为更好地掌握燃料电池车的设计、开发、集成等方面的技术,本文针对一款市面常见的观光车进行动力系统的设计改造。自行完成了小型燃料电池车的参数匹配工作,设计搭建了小车的电气系统、基于STM32单片机的控制系统和基于Labview的监控系统。本文还对动力源进行了重要参数测定,包括燃料电池效率、氢耗、锂电池充放电内阻、电压特性和效率特性等。最终,本文设计研制完成了一辆小型燃料电池车样机。对于燃料电池车而言,其能量管理方法是决定车辆性能的关键因素,会影响车辆的氢耗性能、动力源耐久性、效率等诸多方面。本文首先从工程实用性角度...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小型燃料电池车外观车辆的布局结构如图3-8所示，车辆共有三排座椅，分别为驾驶区、锂电池舱
图 3-8 车辆总体布置平面图3.2.2 车辆参数匹配与传统的车辆不同，由于小车采用的是混合动力系统，因此各动力源间存在功率分配等问题。为了使小车性能达到预期目标，需要进行动力系统的参数匹配并对燃料电池和锂电池进行选型，从而得到一个较优的设计方案。下面将进行具体的分析计算。首先明确小车的设计指标：最高时速 30km/h；最大爬坡能力 25%；整备质量1320kg；载重 12 人；最大加速度 0.8m/s2。然后搭建车辆动力学模型，如下图所示：
锂电池充电效率特性曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望[J]. 储鑫,周劲松,刘东华,周康宁. 汽车实用技术. 2019(04)
[2]我国氢能发展现状与前景展望[J]. 刘坚,钟财富. 中国能源. 2019(02)
[3]一种改进型锂离子电池SOC估算方法[J]. 史永胜,史禄培,魏浩,于淼杰. 电子器件. 2019(01)
[4]基于庞特里亚金极小值原理满意优化的燃料电池混合动力系统分层能量管理方法[J]. 孟翔,李奇,陈维荣,张国瑞. 中国电机工程学报. 2019(03)
[5]美好生活的绿色承诺:人与自然和谐共生[J]. 徐磊,曹孟勤. 哈尔滨工业大学学报(社会科学版). 2019(01)
[6]燃料电池汽车研究现状与动力总成方案解析[J]. 攸连庆,李岩,邢涛. 汽车与配件. 2019(01)
[7]氢燃料电池汽车发展趋势分析[J]. 郜昊强,宋业建. 汽车零部件. 2018(12)
[8]国内氢燃料电池汽车产业现状及发展前景[J]. 袁中,周定华,陈大华. 时代汽车. 2018(12)
[9]基于运行模式和动态混合度的燃料电池混合动力有轨电车等效氢耗最小化能量管理方法研究[J]. 张国瑞,李奇,韩莹,孟翔,陈维荣. 中国电机工程学报. 2018(23)
[10]汽车氢燃料电池相关技术研究[J]. 阳逍. 时代汽车. 2018(11)
博士论文
[1]能源与环境约束下的中国经济增长：理论探讨与经验研究[D]. 牛晓耕.辽宁大学 2016
[2]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
[3]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[4]基于PEMFC的现代有轨电车混合动力系统关键技术研究[D]. 彭飞.西南交通大学 2014
[5]质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D]. 李奇.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]地铁列车蓄电池牵引系统设计与研究[D]. 徐广泺.华东交通大学 2018
[2]基于机理模型的锂离子电池电化学行为及优化研究[D]. 郑继利.哈尔滨工业大学 2018
[3]燃料电池汽车驱动系统的新型调制策略研究[D]. 潘宇.哈尔滨工业大学 2018
[4]机车用燃料电池混合动力缩比系统设计[D]. 洪志湖.西南交通大学 2018
[5]燃料电池多旋翼无人机混合动力系统设计[D]. 张志祥.浙江大学 2018
[6]基于观测器的燃料电池氢气供给控制[D]. 吴中乐.浙江大学 2018
[7]氢燃料电池汽车发展策略研究[D]. 徐希曦.北京邮电大学 2017
[8]空冷燃料电池/锂电池混合动力系统设计[D]. 刘涛.西南交通大学 2017
[9]多模块燃料电池混合动力系统功率分配研究[D]. 尹章文.武汉理工大学 2017
[10]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
本文编号：3226172
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
小型燃料电池车外观车辆的布局结构如图3-8所示，车辆共有三排座椅，分别为驾驶区、锂电池舱
图 3-8 车辆总体布置平面图3.2.2 车辆参数匹配与传统的车辆不同，由于小车采用的是混合动力系统，因此各动力源间存在功率分配等问题。为了使小车性能达到预期目标，需要进行动力系统的参数匹配并对燃料电池和锂电池进行选型，从而得到一个较优的设计方案。下面将进行具体的分析计算。首先明确小车的设计指标：最高时速 30km/h；最大爬坡能力 25%；整备质量1320kg；载重 12 人；最大加速度 0.8m/s2。然后搭建车辆动力学模型，如下图所示：
锂电池充电效率特性曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望[J]. 储鑫,周劲松,刘东华,周康宁. 汽车实用技术. 2019(04)
[2]我国氢能发展现状与前景展望[J]. 刘坚,钟财富. 中国能源. 2019(02)
[3]一种改进型锂离子电池SOC估算方法[J]. 史永胜,史禄培,魏浩,于淼杰. 电子器件. 2019(01)
[4]基于庞特里亚金极小值原理满意优化的燃料电池混合动力系统分层能量管理方法[J]. 孟翔,李奇,陈维荣,张国瑞. 中国电机工程学报. 2019(03)
[5]美好生活的绿色承诺:人与自然和谐共生[J]. 徐磊,曹孟勤. 哈尔滨工业大学学报(社会科学版). 2019(01)
[6]燃料电池汽车研究现状与动力总成方案解析[J]. 攸连庆,李岩,邢涛. 汽车与配件. 2019(01)
[7]氢燃料电池汽车发展趋势分析[J]. 郜昊强,宋业建. 汽车零部件. 2018(12)
[8]国内氢燃料电池汽车产业现状及发展前景[J]. 袁中,周定华,陈大华. 时代汽车. 2018(12)
[9]基于运行模式和动态混合度的燃料电池混合动力有轨电车等效氢耗最小化能量管理方法研究[J]. 张国瑞,李奇,韩莹,孟翔,陈维荣. 中国电机工程学报. 2018(23)
[10]汽车氢燃料电池相关技术研究[J]. 阳逍. 时代汽车. 2018(11)
博士论文
[1]能源与环境约束下的中国经济增长：理论探讨与经验研究[D]. 牛晓耕.辽宁大学 2016
[2]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
[3]中国新能源发展研究[D]. 张海龙.吉林大学 2014
[4]基于PEMFC的现代有轨电车混合动力系统关键技术研究[D]. 彭飞.西南交通大学 2014
[5]质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D]. 李奇.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]地铁列车蓄电池牵引系统设计与研究[D]. 徐广泺.华东交通大学 2018
[2]基于机理模型的锂离子电池电化学行为及优化研究[D]. 郑继利.哈尔滨工业大学 2018
[3]燃料电池汽车驱动系统的新型调制策略研究[D]. 潘宇.哈尔滨工业大学 2018
[4]机车用燃料电池混合动力缩比系统设计[D]. 洪志湖.西南交通大学 2018
[5]燃料电池多旋翼无人机混合动力系统设计[D]. 张志祥.浙江大学 2018
[6]基于观测器的燃料电池氢气供给控制[D]. 吴中乐.浙江大学 2018
[7]氢燃料电池汽车发展策略研究[D]. 徐希曦.北京邮电大学 2017
[8]空冷燃料电池/锂电池混合动力系统设计[D]. 刘涛.西南交通大学 2017
[9]多模块燃料电池混合动力系统功率分配研究[D]. 尹章文.武汉理工大学 2017
[10]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
本文编号：3226172
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