隨著時代的發(fā)展,更加清潔高效的能源必將替代傳統(tǒng)的化石能源。氫能源作為清潔能源的一種,是目前最有發(fā)展前景的能源,所以針對氫燃料電池的研究具有非常重要的實(shí)際意義。本文針對目前燃料電池發(fā)展的現(xiàn)狀,選擇燃料電池公交車發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),并深入到燃料電池輸出目標(biāo)的算法優(yōu)化控制問題上,主要內(nèi)容介紹如下:根據(jù)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的工作原理和要求,重新設(shè)計(jì)了燃料電池公交車的發(fā)電系統(tǒng)的總體架構(gòu)。包括使燃料電池工作起來的各種輔助系統(tǒng)構(gòu)成以及各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)通訊,并完成了對燃料電池工作信息進(jìn)行上傳的云通信模塊的設(shè)計(jì)。完成了燃料電池的控制架構(gòu)和主板的硬件設(shè)計(jì),考慮到需要控制的模塊和接受處理的信息過多,為了更便于對燃料電池發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行信息的采集處理和算法控制,本文控制模塊采用分布式架構(gòu)進(jìn)行控制。選擇使用ARM芯片為主板的控制核心,搭配外圍電路,重新設(shè)計(jì)了采樣、通訊、控制輸出/輸入和GPRS通訊等的外設(shè)模塊。為了對燃料電池發(fā)電系統(tǒng)輸出功率和效率的雙目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化控制,引入了一種改進(jìn)的帶約束處理機(jī)制的自適應(yīng)差分進(jìn)化雙目標(biāo)優(yōu)化算法。并在MATLAB上進(jìn)行仿真模擬對比算法優(yōu)化前后的輸出功率和效率,從而從理論方面驗(yàn)證算法在燃料... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全文通過對燃料電池發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行建模的狀態(tài)，使用合理高效的控制算法和策

第 2 章 燃料電池發(fā)電控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)燃料電池的發(fā)電系統(tǒng)是燃料電池公交車的核心部分，也是與傳統(tǒng)動力車輛以及混合動力車輛的最大不同之處。本章將傳統(tǒng)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和數(shù)字云技術(shù)結(jié)合，從而設(shè)計(jì)出全新的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)總體架構(gòu)。2.1 燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的組成一個標(biāo)準(zhǔn)的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)必須包含可以進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的燃料電池電堆；給電堆發(fā)電提供必要的氫氣和氧氣的供給設(shè)備；給氫氣和氧氣進(jìn)行加濕使電堆水平衡的加濕模塊；給整個系統(tǒng)進(jìn)行散熱的散熱設(shè)施。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，本課題為了實(shí)現(xiàn)燃料電池輸出功率 50KW，并考慮到系統(tǒng)的供電方便，因此將已有的兩個 25KW 燃料電池堆進(jìn)行串聯(lián)輸出。本文對燃料電池組成的各系統(tǒng)的控制進(jìn)行了控制器上面的整合，因此不單獨(dú)介紹保護(hù)模塊。

所以需要?dú)錃夤┙o系統(tǒng)為其提供高純度的氫氣。氫氣供氫氣一般存儲在儲氫罐中，按照系統(tǒng)的需要可以通過氫氣供給系統(tǒng)給堆提供不同壓力和流量的氫氣。目前已有許多可用的商業(yè)化儲氫技術(shù)氫儲氫、高壓儲氫和金屬氫化物儲氫等，其中車用最常采用的是高壓可以有多種尺寸和壓力范圍。本課題設(shè)計(jì)的氫氣供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖。燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制器

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本文編號：2895399