燃料电池城市客车动力系统设计与能量管理策略研究

发布时间：2020-05-09 02:04

【摘要】：燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle,FCV)的研制与开发是我国新能源发展战略中的重大项目之一,其融合了燃料电池技术、电机控制、车身和底盘设计、测试及系统优化等各种高新技术,其中整车动力系统的设计、整车模型及能量管理策略是燃料电池汽车研究的重点及难点技术。这些技术的研发有助于提高整车系统的运行效率和经济性,从而保证整车的最大设计效益。论文以新型、环保、高效的质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)城市客车为出发点,探究其整车动力系统、整车模型以及能量管理策略的设计,主要开展了以下工作:第一,通过对比分析各类燃料电池汽车动力系统结构,确定了燃料电池城市客车燃料电池+蓄电池(FC+B)的混合动力结构形式,对动力系统各部件进行选型与计算,完成动力系统匹配。第二,分析了混合动力系统各部件及整车的建模理论,采用ADVISOR仿真软件建立燃料电池模型、蓄电池组模型、驱动电机及控制器模型以及燃料电池城市客车整车模型。第三,分析对比开关模式和功率跟随模式能量管理策略,结合模糊控制理论设计出一种双输入单输出的Mamdani型模糊控制能量管理策略,搭建了基于MATLAB/Simulink平台的模糊控制能量管理策略模型,并运用ADVISOR软件进行二次开发,实现该模型的嵌入和调用。最后,结合中国典型城市道路循环工况,进行功率跟随和模糊控制能量管理策略仿真研究。仿真结果表明:在中国典型城市道路循环工况下,两种能量管理策略下的整车动力性能完全能够满足设定的性能指标。相比于功率跟随能量管理策略,模糊控制能量管理策略对于该工况的适应性更好,整车的动力性和燃料经济性均有不同程度的提高。验证了本文所设计的燃料电池城市客车混合动力系统及模糊控制能量管理策略的合理性和有效性。
【图文】：

质子交换膜燃料电池（PEMFC）反应原理图

输入变量mcrP隶属度函数
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.7

【参考文献】

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本文编号：2655414