燃料电池加超级电容混合动力系统能量管理研究

发布时间：2022-12-22 07:49

　　近年来,不可再生能源越来越短缺,新能源汽车的出现打破了这一局面。而燃料电池汽车以氢气为燃料驱动,运行过程绿色无污染,未来会成为新能源汽车中的中流砥柱。燃料电池汽车运行过程中噪声低,排放无任何污染物、能量利用率高,未来一定会成为替代传统燃油车的理想动力源。燃料电池混合动力汽车能够充分利用燃料电池的高能量密度和辅助动力源的高功率密度的优点,满足汽车在面对复杂的路面工况行驶并且需要频繁加速、制动时的动力性和经济性要求。本文参照以往燃料电池混合动力汽车的动力系统构成,确定燃料电池加超级电容混合动力汽车的结构形式;依据某车型参数的设计目标,对整车各部件进行选择并进行参数匹配,包括燃料电池、超级电容、驱动电机的参数匹配;然后借助Matlab/Simulink软件对动力系统各部件建立离线仿真模型,包括燃料电池模型、单向DC/DC转换器模型、超级电容模型、双向DC/DC转换器模型、车辆动力模型、驱动电机模型;其次,为了提高整车的能源利用率以及汽车的经济性和动力性,对动力系统的能量流分配控制进行了研究,提出基于逻辑门限的模糊控制策略;再次采用提出的控制策略和燃料电池汽车传统控制策略——功率跟随控制策略在... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 燃料电池汽车国内外发展现状
        1.2.1 国外燃料电池汽车发展现状
        1.2.2 国内燃料电池汽车发展现状
    1.3 燃料电池汽车结构类型分析
    1.4 本文的研究内容
第2章 燃料电池混合动力系统分析
    2.1 燃料电池混合动力系统结构选择分析
    2.2 燃料电池系统分析
        2.2.1 燃料电池的分类
        2.2.2 质子交换膜燃料电池的原理
        2.2.3 燃料电池特性分析
    2.3 超级电容系统分析
        2.3.1 超级电容的结构原理
        2.3.2 超级电容的分类及特性
    2.4 DC/DC转换器分析
        2.4.1 DC/DC转换器的作用
        2.4.2 DC/DC转换器的基本工作原理
    2.5 电机及控制系统分析
    2.6 本章小结
第3章 燃料电池混合动力系统参数匹配
    3.1 车辆动力参数匹配理论
    3.2 驱动电机匹配设计
        3.2.1 电机的最高转速n_(max)和额定转速n_e
        3.2.2 电机的峰值功率P_m和额定功率P_e
        3.2.3 电机的峰值转矩T_m和额定转矩T_e
        3.2.4 电机参数的确定
    3.3 传动比计算
        3.3.1 最小传动比
        3.3.2 最大传动比
        3.3.3 传动系的最终选择
    3.4 燃料电池参数计算
    3.5 超级电容参数计算
        3.5.1 超级电容组的排列形式
        3.5.2 超级电容组的数量和容量确定
    3.6 参数匹配结果验证
    3.7 本章小结
第4章 燃料电池混合动力系统整车建模
    4.1 车辆建模方法
    4.2 整车系统建模
    4.3 驾驶员模型
    4.4 燃料电池模型
    4.5 超级电容模型
    4.6 DC/DC转换器模型
        4.6.1 单向DC/DC转换器
        4.6.2 双向DC/DC转换器
    4.7 驱动电机及控制器模型
    4.8 车辆动力学模型
    4.9 本章小结
第5章 系统能量管理控制策略研究
    5.1 能量管理策略研究
        5.1.1 功率跟随控制策略
        5.1.2 基于逻辑门限的模糊控制策略研究
    5.2 仿真分析
    5.3 基于逻辑门限的模糊控制策略的实验验证
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料电池应用于船舶动力装置的可行性及展望[J]. 伍赛特.  内燃机与动力装置. 2018(04)
[2]纯电动门式起重机制动回收系统与转场电源协调控制策略研究[J]. 杨士慧,徐向前,周哲,才志远,葛菁.  分布式能源. 2018(03)
[3]燃料电池-动力电池电电混合动力客车的仿真分析[J]. 李飞强,柴结实,王宗田,李高鹏,朱光海.  客车技术与研究. 2017(03)
[4]纯电动大客车动力系统参数匹配与仿真分析[J]. 张琼,高松,王玉成,温延兵,李博.  山东理工大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]电动汽车驱动电动机及控制技术[J]. 吉学勇.  中国科技信息. 2015(08)
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[7]燃料电池混合动力系统动态耦合特性分析与建模研究[J]. 赵玉兰,贠海涛,郝魁,刘尊年.  高技术通讯. 2014 (03)
[8]混合动力客车动力系统参数匹配与仿真优化[J]. 周彬,张铁柱,霍炜.  青岛大学学报(工程技术版). 2014(01)
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博士论文
[1]面向新能源的多端口DC-DC变流器研究[D]. 谢军.合肥工业大学 2013
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[3]质子交换膜燃料电池阴极压降规律及在故障诊断中的应用[D]. 李跃华.清华大学 2017
[4]电动汽车RBS与ABS集成控制研究[D]. 吕立亚.南京林业大学 2018

硕士论文
[1]增程式燃料电池电动物流车动力系统匹配与控制策略研究[D]. 林晋召.青岛理工大学 2018
[2]轻质泡沫铝夹层板箱体结构的汽车动力电池包碰撞分析[D]. 苏思诺.华南理工大学 2018
[3]基于神经网络和PMP的混合动力汽车能量管理策略研究[D]. 武振.东南大学 2018
[4]纯电动汽车制动能量回收技术研究[D]. 苏俊龙.青岛理工大学 2018
[5]基于STM32的纯电动汽车运行参数远程监测系统设计[D]. 吴海波.湖北汽车工业学院 2018
[6]中国燃料消耗量法规与新能源汽车积分的政策组合研究[D]. 王悦.清华大学 2017
[7]Bottom-up法制备杂原子掺杂的碳纳米材料及其在氧还原反应中的作用[D]. 张献蕾.长春理工大学 2017
[8]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
[9]燃料电池汽车混合动力系统设计与控制策略研究[D]. 刘树德.青岛理工大学 2015
[10]燃料电池液压混合动力客车动力系统设计研究[D]. 焦蕙蓉.青岛理工大学 2015



本文编号：3723767