電動(dòng)車(chē)用燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-28 01:34
能源危機(jī)和環(huán)境污染是當(dāng)前人類(lèi)發(fā)展必須要面對(duì)的兩大問(wèn)題。這兩大問(wèn)題迫使傳統(tǒng)汽車(chē)的能源系統(tǒng)向著更加清潔高效的方向發(fā)展,質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC:Proton Exchange Membrane Fuel Cell)混合動(dòng)力系統(tǒng)是一種新型的且具有較好應(yīng)用前景的車(chē)用能源系統(tǒng)。本文以PEMFC+鋰電池的電電混合電動(dòng)車(chē)作為研究對(duì)象,首先,系統(tǒng)分析了PEMFC的系統(tǒng)組成和工作原理,在對(duì)PEMFC建模的基礎(chǔ)上,對(duì)其性能的影響因素進(jìn)行仿真分析,并對(duì)整車(chē)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化和匹配;在此基礎(chǔ)上,使用基于規(guī)則(Rule-Based)和等效燃油消耗最。‥CMS:Equivalent Consumption Minimization Strategy)兩種控制策略,實(shí)現(xiàn)對(duì)電電混合動(dòng)力系統(tǒng)功率分配的優(yōu)化控制,從而達(dá)到保護(hù)PEMFC和鋰電池,提高整車(chē)效率的目的;最后,分析了電電混合動(dòng)力系統(tǒng)的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及能量流動(dòng)情況,并對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,本文以PEMFC作為研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了其電堆結(jié)構(gòu)和附屬設(shè)備,根據(jù)其工作原理,搭建仿真模型,并著重研究了空氣進(jìn)氣量和電堆輸出電流對(duì)PEMFC性能的影響。其次,本文設(shè)計(jì)了...
【文章來(lái)源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:105 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與選題意義
1.1.1 燃料電池電動(dòng)車(chē)的研究背景
1.1.2 燃料電池汽車(chē)發(fā)展概述
1.1.3 課題的提出
1.2 與本課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 燃料電池汽車(chē)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 燃料電池電動(dòng)車(chē)能量管理國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 質(zhì)子交換膜燃料電池建模及仿真
2.1 燃料電池概述
2.2 燃料電池附屬設(shè)備建模
2.2.1 進(jìn)氣系統(tǒng)模型
2.2.2 歧管模型
2.2.3 空氣進(jìn)氣冷卻模型
2.2.4 加濕模型
2.3 燃料電池電堆建模
2.3.1 電堆電壓模型
2.3.2 燃料電池陰極模型
2.3.3 燃料電池陽(yáng)極模型
2.3.4 燃料電池質(zhì)子交換膜水模型
2.4 仿真結(jié)果及分析
2.4.1 加濕器和氫氣進(jìn)氣控制模型
2.4.2 仿真模型參數(shù)設(shè)定
2.4.3 仿真結(jié)果及分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)建模
3.1 燃料電池混合電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
3.2.1 整車(chē)參數(shù)設(shè)計(jì)
3.2.2 燃料電池簡(jiǎn)化模型
3.2.3 鋰離子電池模型
3.2.4 DC/DC變換器模型
3.3 本章小結(jié)
第4章 Rule-Based與ECMS在混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用
4.1 總功率需求計(jì)算
4.2 Rule-Based控制模型搭建
4.3 ECMS控制模型搭建
4.3.1 ECMS算法介紹
4.3.2 等效系數(shù)確定
4.3.3 ECMS算法在氫燃料電池上的使用
4.4 仿真結(jié)果對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 DC/DC變換器測(cè)試及混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理實(shí)驗(yàn)
5.1 DC/DC變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.1.1 降壓電流模式開(kāi)環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.1.2 升壓電流模式響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.1.3 降壓電壓模式響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.2 DC/DC變換器電流FF+FB跟蹤控制器設(shè)計(jì)
5.2.1 DC/DC變換器電流開(kāi)環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)
5.2.2 電流反饋跟蹤控制器設(shè)計(jì)
5.3 電流跟蹤控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.1 降壓電流模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.3.2 升壓電流模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.3.3 降壓電壓模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.4 五種情形下的拓?fù)淇刂平Y(jié)構(gòu)分析
5.4.1 情景分析
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號(hào):3104628
【文章來(lái)源】:北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:105 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景與選題意義
1.1.1 燃料電池電動(dòng)車(chē)的研究背景
1.1.2 燃料電池汽車(chē)發(fā)展概述
1.1.3 課題的提出
1.2 與本課題相關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 燃料電池汽車(chē)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 燃料電池電動(dòng)車(chē)能量管理國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文的研究?jī)?nèi)容
第2章 質(zhì)子交換膜燃料電池建模及仿真
2.1 燃料電池概述
2.2 燃料電池附屬設(shè)備建模
2.2.1 進(jìn)氣系統(tǒng)模型
2.2.2 歧管模型
2.2.3 空氣進(jìn)氣冷卻模型
2.2.4 加濕模型
2.3 燃料電池電堆建模
2.3.1 電堆電壓模型
2.3.2 燃料電池陰極模型
2.3.3 燃料電池陽(yáng)極模型
2.3.4 燃料電池質(zhì)子交換膜水模型
2.4 仿真結(jié)果及分析
2.4.1 加濕器和氫氣進(jìn)氣控制模型
2.4.2 仿真模型參數(shù)設(shè)定
2.4.3 仿真結(jié)果及分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 混合動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)學(xué)建模
3.1 燃料電池混合電動(dòng)車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模
3.2.1 整車(chē)參數(shù)設(shè)計(jì)
3.2.2 燃料電池簡(jiǎn)化模型
3.2.3 鋰離子電池模型
3.2.4 DC/DC變換器模型
3.3 本章小結(jié)
第4章 Rule-Based與ECMS在混合動(dòng)力系統(tǒng)的應(yīng)用
4.1 總功率需求計(jì)算
4.2 Rule-Based控制模型搭建
4.3 ECMS控制模型搭建
4.3.1 ECMS算法介紹
4.3.2 等效系數(shù)確定
4.3.3 ECMS算法在氫燃料電池上的使用
4.4 仿真結(jié)果對(duì)比分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 DC/DC變換器測(cè)試及混合動(dòng)力系統(tǒng)能量管理實(shí)驗(yàn)
5.1 DC/DC變換器測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5.1.1 降壓電流模式開(kāi)環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.1.2 升壓電流模式響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.1.3 降壓電壓模式響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.2 DC/DC變換器電流FF+FB跟蹤控制器設(shè)計(jì)
5.2.1 DC/DC變換器電流開(kāi)環(huán)系統(tǒng)辨識(shí)
5.2.2 電流反饋跟蹤控制器設(shè)計(jì)
5.3 電流跟蹤控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.1 降壓電流模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.3.2 升壓電流模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.3.3 降壓電壓模式閉環(huán)響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
5.4 五種情形下的拓?fù)淇刂平Y(jié)構(gòu)分析
5.4.1 情景分析
5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果
致謝
本文編號(hào):3104628
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