车用氢燃料电池混合动力系统匹配及控制策略研究
发布时间：2021-04-21 22:43
由于续驶里程短、充电效率低等问题,纯电动汽车的推广受到诸多限制。氢燃料电池汽车以其长续航里程、高能量转化率、无污排放等优点被认为是最具发展前景的新能源汽车之一。目前氢燃料电池汽车动力驱动储能系统多为对双能量源的研究,但该类构型在功能发挥、部件保护和动力经济性等方面无法同时兼顾,因此要设计具有更高功率密度和能量密度且耦合性良好的动力系统并实现对其良好的控制,提高整车的动力性、耐用性和燃油经济性。针对上述问题,本文采用由燃料电池、蓄电池和超级电容三个能量源组合而成的氢燃料电池混合动力系统构型。基于该构型各能量源的特性优势,完成系统参数匹配,深入研究能量管理策略,简化系统设计,并对该系统及其控制策略进行仿真模拟验证。本文主要工作如下:（1）基于动力性指标和工况特点完成车用氢燃料电池混合动力系统的参数设计,并仿真验证了该混合动力系统的设计满足动力性指标设定,完成混合动力系统的参数匹配;（2）建立了车用氢燃料电池混合动力系统在MATLAB/SIMULINK环境下各能源部件的仿真模型,并对ADVISOR2002软件进行二次开发,完成整车建模;（3）设计了基于分级管理的控制策略。把三能源系统研究简化...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的背景以及研究的意义
1.3 国内外研究发展现状分析
1.3.1 国内研究发展现状
1.3.2 国外研究发展现状
1.4 燃料电池汽车混合动力系统结构分析
1.5 本文研究的主要内容
2 车用氢燃料电池混合动力系统参数匹配
2.1 电机参数匹配
2.1.1 电机的峰值功率、峰值转矩的确定
2.1.2 电机最高转速、额定转速的确定
2.1.3 电机额定转矩、额定功率的确定
2.2 整车工作模式分析
2.3 燃料电池参数匹配
2.4 复合电源参数匹配
2.4.1 蓄电池参数匹配
2.4.2 超级电容参数匹配
2.5 参数匹配结果验证
2.6 本章小结
3 车用氢燃料电池混合动力系统建模
3.1 氢燃料电池汽车混合动力系统结构总体模型
3.2 车用氢燃料电池混合动力系统建模
3.2.1 燃料电池建模
3.2.2 蓄电池建模
3.2.3 超级电容建模
3.2.4 DC/DC变换器建模
3.2.5 电机建模
3.3 整车建模
3.3.1 搭建复合电源氢燃料电池车顶层模型
3.3.2 ADVISOR2002的二次开发过程
3.4 本章小结
4 分级能量管理设计
4.1 概念提出
4.2 FCHEV分级能量管理设计
4.2.1 一级层能量管理策略
4.2.2 二级层能量管理策略
4.3 仿真验证及对比
4.3.1 分级控制策略下的仿真
4.3.2 与双能量源结构的仿真对比
4.4 本章小结
5 氢燃料电池混合动力汽车控制策略及仿真
5.1 燃料电池功率跟随能量管理策略
5.1.1 开关机控制模块
5.1.2 功率修正模块
5.1.3 功率限制模块
5.2 基于复合电源逻辑门限值滤波三能量源分级能量管理
5.2.1 复合电源逻辑门限值滤波能量管理
5.2.2 基于复合电源逻辑门限值滤波三能量源能量管理
5.3 基于复合电源小波变换三能量源分级能量管理
5.3.1 复合电源的小波变换能量管理
5.3.2 基于复合电源小波变换的三能量源能量管理
5.4 燃料电池混合动力汽车的仿真及分析
5.4.1 ADVISOR2002软件的仿真设置
5.4.2 仿真结果分析及对比
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
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]电动汽车复合能源系统能量管理策略研究[J]. 胡杰,刘迪,杜常清,颜伏伍. 机械科学与技术. 2020(10)
[3]纯电动教练车混合动力电源控制系统设计[J]. 孟彦京,胡海斌,李肖南. 陕西科技大学学报. 2018(04)
[4]混合动力电动汽车能量管理策略研究综述[J]. 赵秀春,郭戈. 自动化学报. 2016(03)
[5]基于ADVISOR的纯电动汽车复合电源建模与仿真[J]. 杨培刚,周育才,刘志强,贾光瑞,熊少华. 电力科学与技术学报. 2015(03)
[6]燃料电池混合动力车能量管理策略研究[J]. 陈龙,王晓亮,盘朝奉,赵水平. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]基于模糊控制的燃料电池列车能量管理研究[J]. 张异,田维民. 应用能源技术. 2013(04)
[8]燃料电池混合动力车整车能量管理研究[J]. 汪秋婷,肖铎,戚伟. 电源技术. 2012(10)
[9]燃料电池混合动力车辆多能源管理策略[J]. 李奇,陈维荣,刘述奎,宋文胜,杨顺风. 电工技术学报. 2011(S1)
[10]基于Cruise-Simulink联合仿真的FCEV能量管理策略研究[J]. 赵水平,陈燎,迟京为,盘朝奉. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]电动汽车复合电源参数优化与能量管理策略研究[D]. 张乔.吉林大学 2017
[2]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
[3]基于多模型控制的燃料电池汽车混合动力系统优化研究[D]. 谢长君.武汉理工大学 2009
[4]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]增程式氢燃料电池汽车动力性匹配与氢安全评价研究[D]. 管庆朋.华北水利水电大学 2019
[2]复合电源燃料电池客车能量管理策略研究[D]. 张峻恺.吉林大学 2018
[3]电动汽车复合电源能量管理策略与硬件在环实验研究[D]. 高超.吉林大学 2017
[4]燃料电池汽车动力系统匹配及控制策略研究[D]. 吴澈.中北大学 2016
[5]电动汽车复合电源的实时小波—模糊能量管理策略研究[D]. 黄相.南京农业大学 2016
[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]基于小波算法的瞬态功率平抑方法研究[D]. 陈菲.南京航空航天大学 2016
[8]有轨电车燃料电池/超级电容混合动力系统建模与仿真[D]. 雷霄.西南交通大学 2015
[9]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
[10]电—电混合燃料电池汽车动力系统设计与优化研究[D]. 涂雄.重庆交通大学 2013
本文编号：3152628
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的背景以及研究的意义
1.3 国内外研究发展现状分析
1.3.1 国内研究发展现状
1.3.2 国外研究发展现状
1.4 燃料电池汽车混合动力系统结构分析
1.5 本文研究的主要内容
2 车用氢燃料电池混合动力系统参数匹配
2.1 电机参数匹配
2.1.1 电机的峰值功率、峰值转矩的确定
2.1.2 电机最高转速、额定转速的确定
2.1.3 电机额定转矩、额定功率的确定
2.2 整车工作模式分析
2.3 燃料电池参数匹配
2.4 复合电源参数匹配
2.4.1 蓄电池参数匹配
2.4.2 超级电容参数匹配
2.5 参数匹配结果验证
2.6 本章小结
3 车用氢燃料电池混合动力系统建模
3.1 氢燃料电池汽车混合动力系统结构总体模型
3.2 车用氢燃料电池混合动力系统建模
3.2.1 燃料电池建模
3.2.2 蓄电池建模
3.2.3 超级电容建模
3.2.4 DC/DC变换器建模
3.2.5 电机建模
3.3 整车建模
3.3.1 搭建复合电源氢燃料电池车顶层模型
3.3.2 ADVISOR2002的二次开发过程
3.4 本章小结
4 分级能量管理设计
4.1 概念提出
4.2 FCHEV分级能量管理设计
4.2.1 一级层能量管理策略
4.2.2 二级层能量管理策略
4.3 仿真验证及对比
4.3.1 分级控制策略下的仿真
4.3.2 与双能量源结构的仿真对比
4.4 本章小结
5 氢燃料电池混合动力汽车控制策略及仿真
5.1 燃料电池功率跟随能量管理策略
5.1.1 开关机控制模块
5.1.2 功率修正模块
5.1.3 功率限制模块
5.2 基于复合电源逻辑门限值滤波三能量源分级能量管理
5.2.1 复合电源逻辑门限值滤波能量管理
5.2.2 基于复合电源逻辑门限值滤波三能量源能量管理
5.3 基于复合电源小波变换三能量源分级能量管理
5.3.1 复合电源的小波变换能量管理
5.3.2 基于复合电源小波变换的三能量源能量管理
5.4 燃料电池混合动力汽车的仿真及分析
5.4.1 ADVISOR2002软件的仿真设置
5.4.2 仿真结果分析及对比
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
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]电动汽车复合能源系统能量管理策略研究[J]. 胡杰,刘迪,杜常清,颜伏伍. 机械科学与技术. 2020(10)
[3]纯电动教练车混合动力电源控制系统设计[J]. 孟彦京,胡海斌,李肖南. 陕西科技大学学报. 2018(04)
[4]混合动力电动汽车能量管理策略研究综述[J]. 赵秀春,郭戈. 自动化学报. 2016(03)
[5]基于ADVISOR的纯电动汽车复合电源建模与仿真[J]. 杨培刚,周育才,刘志强,贾光瑞,熊少华. 电力科学与技术学报. 2015(03)
[6]燃料电池混合动力车能量管理策略研究[J]. 陈龙,王晓亮,盘朝奉,赵水平. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2014(01)
[7]基于模糊控制的燃料电池列车能量管理研究[J]. 张异,田维民. 应用能源技术. 2013(04)
[8]燃料电池混合动力车整车能量管理研究[J]. 汪秋婷,肖铎,戚伟. 电源技术. 2012(10)
[9]燃料电池混合动力车辆多能源管理策略[J]. 李奇,陈维荣,刘述奎,宋文胜,杨顺风. 电工技术学报. 2011(S1)
[10]基于Cruise-Simulink联合仿真的FCEV能量管理策略研究[J]. 赵水平,陈燎,迟京为,盘朝奉. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(05)
博士论文
[1]电动汽车复合电源参数优化与能量管理策略研究[D]. 张乔.吉林大学 2017
[2]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
[3]基于多模型控制的燃料电池汽车混合动力系统优化研究[D]. 谢长君.武汉理工大学 2009
[4]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]增程式氢燃料电池汽车动力性匹配与氢安全评价研究[D]. 管庆朋.华北水利水电大学 2019
[2]复合电源燃料电池客车能量管理策略研究[D]. 张峻恺.吉林大学 2018
[3]电动汽车复合电源能量管理策略与硬件在环实验研究[D]. 高超.吉林大学 2017
[4]燃料电池汽车动力系统匹配及控制策略研究[D]. 吴澈.中北大学 2016
[5]电动汽车复合电源的实时小波—模糊能量管理策略研究[D]. 黄相.南京农业大学 2016
[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]基于小波算法的瞬态功率平抑方法研究[D]. 陈菲.南京航空航天大学 2016
[8]有轨电车燃料电池/超级电容混合动力系统建模与仿真[D]. 雷霄.西南交通大学 2015
[9]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
[10]电—电混合燃料电池汽车动力系统设计与优化研究[D]. 涂雄.重庆交通大学 2013
本文编号：3152628
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