轻轨车辆用多堆燃料电池发电系统建模及控制方法
发布时间：2021-08-01 04:27
伴随经济的飞速增长和各国经济的快速崛起,环境污染日趋严重、能源的损耗日益增大、化石成本资源更是日渐枯竭,各国正在着力开发清洁能源和可再生能源。在众多新能源中,氢能是一种清洁、安全、可持续、高效的新能源,被认为是21世纪最有发展潜力的清洁能源。现代有轨电车、轻轨车、动车组等轨道交通车辆具有安全、可靠、环保等优点,作为中低运量的运输方式被广泛使用,将大功率燃料电池发电系统应用于车辆是一种新的突破。本文主要研究轻轨车辆用多堆燃料电池发电系统建模及控制方法,主要工作如下:1、通过研究多堆燃料电池发电系统的多种拓扑结构,分析比较各种拓扑的优点和缺点,结合轻轨车辆实际运行工况下的需求特性,确定多堆燃料电池并联组成燃料电池集群发电系统的拓扑结构,可有效增加燃料电池功率等级。2、基于NiQor变换器模块,进行单堆燃料电池发电系统的设计。实现了输入电压在大范围变化时输出电压的稳定、升压能力显著、并且具有快速响应能力以及输入电流纹波较小的特点。根据多堆燃料电池发电系统的拓扑结构,基于Matlab/Simulink仿真平台,建立燃料电池电堆模型、单向DC/DC变换器模型、电子负载模型及控制策略模型,分析多堆...
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池反应原理图
西南交通大学硕士研究生学位论文 /DC 变换器控制电路，采用 STM32F103VE 芯片作为电路的核制时钟、ADC 通道、DAC 通道、LED 灯、异步通信、液晶显控制板更加便捷，控制电路中设置以下电路模块：模拟信号到数字信号到模拟信号转换的接口、稳压电源电路、继电器驱动LED 灯的调试电路和程序烧录串口。为本文提出的直流变换器的拓扑结构：
西南交通大学硕士研究生学位论文 电压。电流传感器 C004 和电流传感器 C005 使用量程为 100A 霍尔电过电流传感器将 0~100A 电流按比例变换为 3.23V~4V 的电压信号。控路 C007 为控制信号电压跟随电路。TFT 液晶电路 C010、LED 状态指JTAG 程序烧录接口 C014、反馈信号接口 C008、控制信号接口 C00932 控制芯片相应引脚连接。稳压电源电路 C013 其输入电压范围为 14源电压分为 3 类：给 STM32 主控芯片供电采用 3.3V 电源；给电流传感随电路中的运放芯片供电采用5V电源；给继电器驱动电路供电采用12 变换器电路和控制电路中的反馈信号接口电路 C006 与反馈信号接控制信号接口电路 C007 与控制信号接口电路 C009 之间直接通过导线单向输入电压范围为 9V~60V，输出电压范围为 0V~60V，变换器的极。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道交通用多堆燃料电池发电系统拓扑及系统控制与检测方法综述及展望[J]. 陈维荣,朱亚男,李奇,邓惠文,洪志湖. 中国电机工程学报. 2018(23)
[2]新型双钙钛矿基对称固体氧化物燃料电池的制备及性能[J]. 陈永红,杨洋,杨雪,田冬,卢肖永,丁岩芝,林彬. 硅酸盐学报. 2017(11)
[3]燃料电池在移动通信基站的应用浅析[J]. 徐韶清,张林冲. 现代信息科技. 2017(02)
[4]适用于PEMFC系统过氧化估计的HOSM观测器研究[J]. 邓惠文,李奇,陈维荣. 中国电机工程学报. 2017(17)
[5]汲取液对正渗透微生物燃料电池处理垃圾渗滤液的影响[J]. 黄丽,黄满红,陈亮,黄建乐,蔡腾. 环境科学学报. 2017(10)
[6]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)
[7]PEMFC发电系统FFRLS在线辨识和实时最优温度广义预测控制方法[J]. 尹良震,李奇,洪志湖,韩莹,陈维荣. 中国电机工程学报. 2017(11)
[8]非接触供电技术及其在轨道交通上的应用[J]. 文艳晖,杨鑫,龙志强,黄号凯. 机车电传动. 2016(06)
[9]典型燃料电池轿车动力系统的关键技术[J]. 方川,徐梁飞,李建秋,欧阳明高. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[10]燃料电池混合动力有轨电车动力系统设计[J]. 陈维荣,卜庆元,刘志祥,李奇,孙帮成,李明. 西南交通大学学报. 2016(03)
硕士论文
[1]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
[2]基于车载储能的轻轨车辆联合供电系统研究[D]. 王似玉.北京交通大学 2015
本文编号：3314814
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
燃料电池反应原理图
西南交通大学硕士研究生学位论文 /DC 变换器控制电路，采用 STM32F103VE 芯片作为电路的核制时钟、ADC 通道、DAC 通道、LED 灯、异步通信、液晶显控制板更加便捷，控制电路中设置以下电路模块：模拟信号到数字信号到模拟信号转换的接口、稳压电源电路、继电器驱动LED 灯的调试电路和程序烧录串口。为本文提出的直流变换器的拓扑结构：
西南交通大学硕士研究生学位论文 电压。电流传感器 C004 和电流传感器 C005 使用量程为 100A 霍尔电过电流传感器将 0~100A 电流按比例变换为 3.23V~4V 的电压信号。控路 C007 为控制信号电压跟随电路。TFT 液晶电路 C010、LED 状态指JTAG 程序烧录接口 C014、反馈信号接口 C008、控制信号接口 C00932 控制芯片相应引脚连接。稳压电源电路 C013 其输入电压范围为 14源电压分为 3 类：给 STM32 主控芯片供电采用 3.3V 电源；给电流传感随电路中的运放芯片供电采用5V电源；给继电器驱动电路供电采用12 变换器电路和控制电路中的反馈信号接口电路 C006 与反馈信号接控制信号接口电路 C007 与控制信号接口电路 C009 之间直接通过导线单向输入电压范围为 9V~60V，输出电压范围为 0V~60V，变换器的极。
【参考文献】：
期刊论文
[1]轨道交通用多堆燃料电池发电系统拓扑及系统控制与检测方法综述及展望[J]. 陈维荣,朱亚男,李奇,邓惠文,洪志湖. 中国电机工程学报. 2018(23)
[2]新型双钙钛矿基对称固体氧化物燃料电池的制备及性能[J]. 陈永红,杨洋,杨雪,田冬,卢肖永,丁岩芝,林彬. 硅酸盐学报. 2017(11)
[3]燃料电池在移动通信基站的应用浅析[J]. 徐韶清,张林冲. 现代信息科技. 2017(02)
[4]适用于PEMFC系统过氧化估计的HOSM观测器研究[J]. 邓惠文,李奇,陈维荣. 中国电机工程学报. 2017(17)
[5]汲取液对正渗透微生物燃料电池处理垃圾渗滤液的影响[J]. 黄丽,黄满红,陈亮,黄建乐,蔡腾. 环境科学学报. 2017(10)
[6]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)
[7]PEMFC发电系统FFRLS在线辨识和实时最优温度广义预测控制方法[J]. 尹良震,李奇,洪志湖,韩莹,陈维荣. 中国电机工程学报. 2017(11)
[8]非接触供电技术及其在轨道交通上的应用[J]. 文艳晖,杨鑫,龙志强,黄号凯. 机车电传动. 2016(06)
[9]典型燃料电池轿车动力系统的关键技术[J]. 方川,徐梁飞,李建秋,欧阳明高. 汽车安全与节能学报. 2016(02)
[10]燃料电池混合动力有轨电车动力系统设计[J]. 陈维荣,卜庆元,刘志祥,李奇,孙帮成,李明. 西南交通大学学报. 2016(03)
硕士论文
[1]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
[2]基于车载储能的轻轨车辆联合供电系统研究[D]. 王似玉.北京交通大学 2015
本文编号：3314814
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