質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）,作為最受矚目的氫能發(fā)展方向之一,具備產(chǎn)物無污染,能量轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于混合動力車輛、移動便攜設(shè)備、無人機等領(lǐng)域。燃料電池系統(tǒng)建模對于其性能分析、優(yōu)化設(shè)計與控制策略開發(fā)等具有重要意義。依據(jù)面向?qū)ο蟛煌?燃料電池系統(tǒng)建模方法主要分為兩種,分別是面向系統(tǒng)設(shè)計分析的建模與面向控制器設(shè)計的建模。面向系統(tǒng)設(shè)計分析的建模一般是基于偏微分方程的分布參數(shù)模型,然而這種模型由于其復(fù)雜性往往不適用于控制器的設(shè)計。面向控制器設(shè)計的建模一般是基于常微分方程的集總參數(shù)模型,然而大多數(shù)集總參數(shù)模型都無法滿足系統(tǒng)設(shè)計分析的精度需求。為探索兼顧控制器設(shè)計與系統(tǒng)分析的建模方法,本文建立了一個含氣液兩相流的質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)常微分方程動態(tài)分段模型,該模型可以擴展（增加小分塊數(shù)量）從而適應(yīng)系統(tǒng)分析設(shè)計精度需求,也可簡化（減少小分塊數(shù)量）從而適應(yīng)控制器設(shè)計�；谠撃Ｐ�,對燃料電池系統(tǒng)控制方面進行研究,開發(fā)自適應(yīng)熱管理控制策略。最后進一步擴展模型,加入鋰電池模塊、DC-DC變換器模塊等,構(gòu)成燃料電池-鋰電池混合動力系統(tǒng)模型,并設(shè)計了一種基于狀態(tài)的能量分配管理策略。本文主要貢獻與創(chuàng)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２燃料電池系統(tǒng)示意圖??

１緒論?浙江大學(xué)博士學(xué)位論文??燃難池??ｍｍ．?：?Ｅ＾Ｓ??ｍ?■：：?…??（常齡方程Ｗｌ；?１?｜？｜｜—??縮小分樹廣展釀ＳＪＳＺＳ制器Ｓｉ十增加分離展程度適應(yīng)系統(tǒng)分析??圖１．４本文提出的燃料電池系統(tǒng)控制器設(shè)計與系統(tǒng)分析一體化建模方法示意圖??同時如上文所述，本模型是采用常微分方程建立的集總參數(shù)模型，從而已經(jīng)適用于控??制器的設(shè)計。而為了使該模型同時能夠適應(yīng)于系統(tǒng)分析精度的需求，對燃料電池進行分段??建模，從而可使分段模型同時適于分析燃料電池電堆內(nèi)部溫度分布、電流密度分布、水分??布等各種燃料電池系統(tǒng)運行分析量。燃料電池分段模型可被劃分為若干個小分塊，彼此氣??路串聯(lián)，電路并聯(lián)，可通過改變彼此連接方式改變流道形狀從而研究燃料電池內(nèi)部流道形??狀不同對系統(tǒng)性能的影響。通過增加或減少小塊的數(shù)量即加深或減弱其擴展程度從而滿足??不同情況系統(tǒng)分析精度需求，從而實現(xiàn)控制器設(shè)計與系統(tǒng)分析的一體化，示意圖如圖丨．４。??此外，本文提出了?一種新的思路，即在實際過程中以內(nèi)部連接的分段常微分模型［１（）７］替代??運用偏微分方程建模的模型，從而更方便控制策略的設(shè)計與實施。??１．３．３質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)自適應(yīng)熱管理控制策略??本文針對上述燃料電池集總參數(shù)模型，提出了一個自適應(yīng)熱管理控制策略。由于燃料??電池系統(tǒng)中的多子系統(tǒng)耦合特性，本文中的模型是基于燃料電池反應(yīng)的化學(xué)、物理機理建??立的，雖然主要針對的是熱力學(xué)子系統(tǒng)，但仍會受到電氣子系統(tǒng)與氣路子系統(tǒng)中各變量的??影響。后文中的熱管理控制策略相關(guān)章節(jié)中我們也將此部分溫度子系統(tǒng)稱為面向控制的??燃料電池?zé)峁芾碜酉到y(tǒng)。熱管理子系統(tǒng)中有幾個問題需要解決，首先，在實際

膜燃料電池集總參數(shù)分段建模）：｜?？？（第五章燃料電池■埋電池混合動力系統(tǒng)模型及能ｓｓ？配策略）１?；?Ｊ??；１?可擴展的質(zhì)子＿離料電池系統(tǒng)?？?；?基于燃料電料電池＿鋰電池?！?？?？??？?＊?集總參數(shù)動態(tài)分段模Ｍ與分布研究?��；?．：?混合動力系統(tǒng)平臺開發(fā)?ｉ?（?＼??；?－－?一－?－－?．．．一—一＿—Ｉ??Ｊ?．?—?，?＼??Ｉ?（第六章）?Ｊ??Ｊ?總結(jié)與醒?Ｉ??Ｖ?????．一Ｊ?＊??Ｓ??圖１．５論文研究內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)圖??１４??


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