本文關(guān)鍵詞：燃料電池?zé)o人機(jī)電源管理系統(tǒng)的研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，環(huán)境問題和能源危機(jī)逐漸為人們所關(guān)注，燃料電池由于其功率密度大、能量轉(zhuǎn)化效率高、無(wú)噪音、無(wú)污染、工作溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，但是燃料電池同時(shí)也存在瞬時(shí)功率低、頻繁的放電對(duì)電池?fù)p傷嚴(yán)重等問題，需要電源管理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行管理。本文著重對(duì)燃料電池?zé)o人機(jī)電源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和燃料電池剩余電量估算的研究進(jìn)行介紹。 本文首先對(duì)燃料電池進(jìn)行特性研究，分析了影響剩余電量的主要因素，建立了適合燃料電池的新型電池模型，此模型能較好地體現(xiàn)燃料電池的動(dòng)態(tài)特性。系統(tǒng)模塊集成設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)基于DSP進(jìn)行設(shè)計(jì)，以TMS320LF2407作為主控芯片，輔以LTC6802、DS18B20等芯片，集成電路減少布線，避免了獨(dú)立元器件電路的臃腫龐大；實(shí)現(xiàn)對(duì)多節(jié)燃料電池電壓、電流、溫度數(shù)值的實(shí)時(shí)采集與處理；采用CAN通信，方便快捷。軟件設(shè)計(jì)完成各模塊程序的編寫，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)主要功能，配合系統(tǒng)硬件保證整個(gè)電源管理系統(tǒng)的安全、可靠、高效運(yùn)行。 在燃料電池剩余電量估算方面，運(yùn)用電流積分法與卡爾曼濾波法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)，，兩種方法通過(guò)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)測(cè)量，達(dá)到無(wú)人機(jī)頻繁負(fù)載變化和未知飛行狀況下估算的特殊要求，并得到最優(yōu)剩余電量估算值。
【關(guān)鍵詞】：燃料電池 UAV 電源管理系統(tǒng) 剩余電量估算 DSP
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279;V242.2
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析12-14
• 1.3 燃料電池?zé)o人機(jī)電源管理系統(tǒng)的基本功能14-15
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 燃料電池特性分析16-29
• 2.1 常用燃料電池分類16-17
• 2.1.1 堿性燃料電池（AFC）16
• 2.1.2 磷酸燃料電池（PAFC）16
• 2.1.3 固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）16
• 2.1.4 熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）16-17
• 2.1.5 質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）17
• 2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的原理及特點(diǎn)17-21
• 2.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的基本原理17-20
• 2.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的特點(diǎn)20
• 2.2.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的應(yīng)用20-21
• 2.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學(xué)性能分析21-29
• 2.3.1 質(zhì)子交換膜燃料電池工作參數(shù)分析23-26
• 2.3.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的效率分析26-29
• 第3章 燃料電池剩余電量估算算法的研究29-47
• 3.1 剩余電量的基本概念29-30
• 3.2 燃料電池剩余電量主要影響因素分析30-31
• 3.3 常用剩余電量估算方法簡(jiǎn)介31-35
• 3.3.1 電流積分法31-32
• 3.3.2 開路電壓法32
• 3.3.3 內(nèi)阻法32
• 3.3.4 線性模型法32-33
• 3.3.5 卡爾曼濾波法33-34
• 3.3.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法34
• 3.3.7 模糊邏輯法34
• 3.3.8 不同剩余電量估算方法的比較34-35
• 3.4 燃料電池模型的建立35-41
• 3.4.1 電池模型概述35-38
• 3.4.2 燃料電池模型的建立38-40
• 3.4.3 電池模型驗(yàn)證40-41
• 3.5 燃料電池剩余電量算法的研究41-47
• 第4章 燃料電池控制策略和氫氣安全研究47-51
• 4.1 燃料電池?zé)o人機(jī)系統(tǒng)組成47-48
• 4.1.1 燃料電池電動(dòng)力系統(tǒng)組成47-48
• 4.1.2 燃料電池子系統(tǒng)研究48
• 4.2 燃料電池系統(tǒng)控制策略研究48-50
• 4.2.1 氫氣供給控制48-49
• 4.2.2 氧氣供給控制49
• 4.2.3 溫度控制49-50
• 4.3 氫氣安全研究50-51
• 4.3.1 氫的儲(chǔ)存50
• 4.3.2 氫氣安全研究50-51
• 第5章 燃料電池?zé)o人機(jī)電源管理系統(tǒng)模塊集成設(shè)計(jì)51-65
• 5.1 燃料電池電源管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)51-57
• 5.1.1 電源管理系統(tǒng)硬件概述51-53
• 5.1.2 電源模塊設(shè)計(jì)53
• 5.1.3 采集模塊設(shè)計(jì)53-55
• 5.1.4 安全保護(hù)模塊設(shè)計(jì)55
• 5.1.5 通信模塊設(shè)計(jì)55-57
• 5.2 燃料電池電源管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)57-60
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)57-58
• 5.2.2 采集模塊程序設(shè)計(jì)58
• 5.2.3 安全保護(hù)模塊程序設(shè)計(jì)58-59
• 5.2.4 通信模塊程序設(shè)計(jì)59-60
• 5.3 剩余電量估算算法軟件設(shè)計(jì)60-62
• 5.4 燃料電池電源管理系統(tǒng) Matlab 建模與仿真62-65
• 結(jié)論與展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：807296