燃料电池混合动力汽车能量管理策略设计与优化

发布时间：2024-05-30 23:37

　　燃料电池混合动力汽车(Fuel cell hybrid electric vehicle,FCHEV)工作时需要多个能量源协同工作,如何安排每一个能量源在什么时间“出力”以及“出多大力”,对提高汽车燃油(氢燃料)经济性能和汽车动力性能,以及延长动力电池的使用寿命具有重要作用。本文针对FCHEV的能量管理问题,在对其驱动系统建模的基础上,结合能量源的工作特性,设计分层策略、自适应模型预测控制策略和自适应等燃油消耗最小策略。首先,设计分层能量管理策略。通过对燃料电池工作效率、电池内阻变化规律分析,结合需求功率变化规律,设计燃料电池输出功率;在此基础上,分析电池和超级电容工作特性,设计电池和超级电容的功率输出,将三能量源的管理问题转化为两个对双能量源的管理问题。其次,针对其子系统:电池和超级电容所组成的动力系统,设计基于自适应模型预测能量管理策略。通过分析电池和超级电容工作特性的分析,结合汽车纵向动力学分析,设计参考电池功率和超级电容荷电状态(State of Charge,SOC),并考虑优化目标函数的约束条件,采用模型预测控制方法分配电池和超级电容的功率输出。然后,设计一种基于自适应等燃...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 新能源汽车拓扑结构及分析
    1.3 能量管理策略研究现状
        1.3.1 基于规则的能量管理策略
        1.3.2 基于最优化的能量管理策略
    1.4 存在的问题和不足
    1.5 本文主要的研究内容及结构
第2章 FCHEV整车建模
    2.1 FCHEV动力学模型
    2.2 能量源模型
        2.2.1 燃料电池模型
        2.2.2 电池模型
        2.2.3 超级电容模型
        2.2.4 DC/DC变换器
    2.3 FCHEV整车模型搭建
    2.4 本章小结
第3章 分层能量管理设计
    3.1 问题描述
    3.2 FCHEV分层能量管理设计
        3.2.1 上层能量管理策略
        3.2.2 下层能量管理策略
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 基于模型预测控制的能量管理策略
    4.1 问题描述
    4.2 模型调整与简化
    4.3 基于模型预测的能量管理策略设计
        4.3.1 预测模型
        4.3.2 参考轨迹
        4.3.3 滚动优化
        4.3.4 反馈调节
    4.4 仿真与实验
    4.5 本章小结
第5章 自适应等燃油消耗最小的能量管理策略
    5.1 问题描述
    5.2 能量管理策略
        5.2.1 自适应低通滤波器方法
        5.2.2 等燃油消耗最小策略
        5.2.3 仿真与实验
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3984840