燃料电池混合动力系统能量管理控制器设计
发布时间：2021-10-26 01:18
近年来,各国不断加深对燃料电池机车的研究,并获得了一定进展。但一方面大多是针对汽车工况下小功率系统的搭建,而燃料电池机车相对功率等级较大,技术难度也相对较高,而国内外对大功率的混合动力系统研究相对较少;另一方面,虽然能量管理的理论研究较多,但实际应用的混合动力系统中能量管理策略相对简单。此外,大多燃料电池机车建模仿真的能量管理策略是针对燃料电池与蓄电池的拓扑结构,对基于燃料电池与超级电容拓扑结构的混合动力系统的能量管理策略研究较少,而且大多基于燃料电池机车建模仿真的能量管理策略没有在硬件系统中验证。因此根据燃料电池和超级电容的特性制定合适的能量管理策略并验证对于提高混合动力系统效率和车辆运行的动力性能具有重要意义。本文针对有轨电车的混合动力系统及其能量管理控制器的设计主要研究工作如下:（1）基于燃料电池及样车技术参数,依据对模拟工况的能量和功率需求的计算对超级电容储能系统进行匹配设计,并根据动力系统各部分参数在Simulink中搭建了混合动力系统仿真模型。（2）根据超级电容的SOE（能量状态）和负载功率Pload对能量管理策略进行分层,并基于对不同线路数据的模拟工...
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池发电原理示意图
最早被应用在数字电路设计，随后在能量管态机实质上是基于状态及外部事件对其状态有限状态机可以采用数学语言表示成一个五M=(Q,T,R,q0,W)Q，T 表示有穷输入集，R 表示动作映射（状态，q0∈Q，W 表示有穷状态输出集，Q、W 皆为有通常被在系统的动态变化建模中，用来定义时，可通过迁移函数被链接到一起。系统满足态和输出状态之前的转移关系即为迁移函数个外部事件触发后，将进行数据计算或输出并限状态机状态间的关系，可将系统转换方式拟复杂的系统，而且能简要描述系统状态之图 3-11 所示，图中给出了状态迁移函数 R；其q2}，输出集 W={0,1,2}。
图 3-12 基本有限状态机示例流图混合动力系统的功率输出模式依据分层模式能量管理策略次及其子模式，子模式之间根据车辆行驶模式与超级电容移（大多基于逻辑规则的判断而实现）。式划分燃料电池混合动力系统的状态迁移特性，并结合有限状态理。在满足车辆整体性能的基础上，为实现燃料电池与超率、燃料利用率、经济成本等多指标最优化的目标，依据种速度自适应的能量管理策略。原理为将超级电容 SOE 和负载功率 Pload作为有穷输入集得出有穷状态输出集 Pfc,而配以达到以下目标：直流母线上的电压稳定；有轨电车的加速及制动需求；燃料电池输出功率的频繁波动；
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池混合发电系统等效氢耗瞬时优化能量管理方法[J]. 王天宏,李奇,韩莹,洪志湖,刘涛,陈维荣. 中国电机工程学报. 2018(14)
[2]燃料电池混合动力有轨电车动力性分析与设计[J]. 陈维荣,张国瑞,孟翔,卜庆元,李奇. 西南交通大学学报. 2017(01)
[3]沈阳现代有轨电车系统规划建设要点[J]. 王英杰,王婧一. 城市轨道交通研究. 2014(02)
[4]现代有轨电车在我国内地的应用实践与启示——以苏州为例[J]. 黎冬平. 交通与运输(学术版). 2013(02)
[5]现代有轨电车系统发展的重难点及对策研究[J]. 吴其刚. 铁道工程学报. 2013(12)
[6]100%低地板轻轨车混合动力性能匹配计算[J]. 李明,付稳超,黄烈威,邵楠,邵蓉. 铁道机车车辆. 2013(02)
[7]燃料电池/超级电容器混合发电系统能量管理策略[J]. 郑文迪,蔡金锭. 电力自动化设备. 2012(12)
[8]有轨电车投资估算及国民经济评价分析[J]. 曲媛,刘士煜. 中国市政工程. 2012(05)
[9]燃料电池汽车混合动力系统参数匹配与优化[J]. 王平,黄小枫. 上海汽车. 2010(03)
[10]现代有轨电车应用模式及地区适用性研究[J]. 訾海波,过秀成,杨洁. 城市轨道交通研究. 2009(02)
博士论文
[1]100%低地板轻轨车关键技术研究与装备集成[D]. 赵明花.北京交通大学 2013
[2]城市交通拥堵的社会经济影响分析[D]. 朱明皓.北京交通大学 2013
[3]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
[4]城市轨道交通能馈式牵引供电系统可靠性、疲劳损伤评估及维护维修方法研究[D]. 卢西伟.北京交通大学 2011
[5]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[6]车载复合电源设计理论与控制策略研究[D]. 于远彬.吉林大学 2008
[7]车用质子交换膜燃料电池及其混合动力系统性能研究[D]. 王金龙.吉林大学 2007
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]一种直流微电网的分层能量管理控制策略研究[D]. 简志惠.西南交通大学 2014
[3]现代有轨电车运营补贴机制研究[D]. 李歆鑫.北京交通大学 2013
[4]燃料电池混合动力机车建模及能量管理策略研究[D]. 王旭峰.西南交通大学 2012
[5]光伏燃料电池混合发电系统建模及仿真研究[D]. 毛军科.杭州电子科技大学 2012
[6]现代有轨电车的适用性研究[D]. 卫超.同济大学 2008
本文编号：3458539
【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】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池发电原理示意图
最早被应用在数字电路设计，随后在能量管态机实质上是基于状态及外部事件对其状态有限状态机可以采用数学语言表示成一个五M=(Q,T,R,q0,W)Q，T 表示有穷输入集，R 表示动作映射（状态，q0∈Q，W 表示有穷状态输出集，Q、W 皆为有通常被在系统的动态变化建模中，用来定义时，可通过迁移函数被链接到一起。系统满足态和输出状态之前的转移关系即为迁移函数个外部事件触发后，将进行数据计算或输出并限状态机状态间的关系，可将系统转换方式拟复杂的系统，而且能简要描述系统状态之图 3-11 所示，图中给出了状态迁移函数 R；其q2}，输出集 W={0,1,2}。
图 3-12 基本有限状态机示例流图混合动力系统的功率输出模式依据分层模式能量管理策略次及其子模式，子模式之间根据车辆行驶模式与超级电容移（大多基于逻辑规则的判断而实现）。式划分燃料电池混合动力系统的状态迁移特性，并结合有限状态理。在满足车辆整体性能的基础上，为实现燃料电池与超率、燃料利用率、经济成本等多指标最优化的目标，依据种速度自适应的能量管理策略。原理为将超级电容 SOE 和负载功率 Pload作为有穷输入集得出有穷状态输出集 Pfc,而配以达到以下目标：直流母线上的电压稳定；有轨电车的加速及制动需求；燃料电池输出功率的频繁波动；
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池混合发电系统等效氢耗瞬时优化能量管理方法[J]. 王天宏,李奇,韩莹,洪志湖,刘涛,陈维荣. 中国电机工程学报. 2018(14)
[2]燃料电池混合动力有轨电车动力性分析与设计[J]. 陈维荣,张国瑞,孟翔,卜庆元,李奇. 西南交通大学学报. 2017(01)
[3]沈阳现代有轨电车系统规划建设要点[J]. 王英杰,王婧一. 城市轨道交通研究. 2014(02)
[4]现代有轨电车在我国内地的应用实践与启示——以苏州为例[J]. 黎冬平. 交通与运输(学术版). 2013(02)
[5]现代有轨电车系统发展的重难点及对策研究[J]. 吴其刚. 铁道工程学报. 2013(12)
[6]100%低地板轻轨车混合动力性能匹配计算[J]. 李明,付稳超,黄烈威,邵楠,邵蓉. 铁道机车车辆. 2013(02)
[7]燃料电池/超级电容器混合发电系统能量管理策略[J]. 郑文迪,蔡金锭. 电力自动化设备. 2012(12)
[8]有轨电车投资估算及国民经济评价分析[J]. 曲媛,刘士煜. 中国市政工程. 2012(05)
[9]燃料电池汽车混合动力系统参数匹配与优化[J]. 王平,黄小枫. 上海汽车. 2010(03)
[10]现代有轨电车应用模式及地区适用性研究[J]. 訾海波,过秀成,杨洁. 城市轨道交通研究. 2009(02)
博士论文
[1]100%低地板轻轨车关键技术研究与装备集成[D]. 赵明花.北京交通大学 2013
[2]城市交通拥堵的社会经济影响分析[D]. 朱明皓.北京交通大学 2013
[3]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
[4]城市轨道交通能馈式牵引供电系统可靠性、疲劳损伤评估及维护维修方法研究[D]. 卢西伟.北京交通大学 2011
[5]混合动力汽车动力总成参数匹配方法与控制策略的研究[D]. 郑维.哈尔滨工业大学 2010
[6]车载复合电源设计理论与控制策略研究[D]. 于远彬.吉林大学 2008
[7]车用质子交换膜燃料电池及其混合动力系统性能研究[D]. 王金龙.吉林大学 2007
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]一种直流微电网的分层能量管理控制策略研究[D]. 简志惠.西南交通大学 2014
[3]现代有轨电车运营补贴机制研究[D]. 李歆鑫.北京交通大学 2013
[4]燃料电池混合动力机车建模及能量管理策略研究[D]. 王旭峰.西南交通大学 2012
[5]光伏燃料电池混合发电系统建模及仿真研究[D]. 毛军科.杭州电子科技大学 2012
[6]现代有轨电车的适用性研究[D]. 卫超.同济大学 2008
本文编号：3458539
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