質(zhì)子交換膜電池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）是一種以氫氣為燃料的新型發(fā)電設備。它不受卡諾循環(huán)的限制,能夠在較寬的電壓范圍內(nèi)運行,并且副產(chǎn)物只有水,因此具有替代化石能源的潛力。但受到膜電極材料的發(fā)展水平限制,面對叉車復雜多變的功率需求時會出現(xiàn)難以跟隨強變載和無法回收制動能量的問題,因此在實際運行中常常與儲能元件組合構成混合動力系統(tǒng)。本文首先基于現(xiàn)有叉車的技術指標,對混合動力系統(tǒng)的進行了選型設計。由于叉車工況多變,因此本文設計了一種基于極限工況的測試方法,獲得了叉車的循環(huán)工況;研究四種基本的混合動力系統(tǒng)的拓撲結構各自的優(yōu)劣性;研究對比了四種能量管理策略的控制原理和適用性后,設計了基于狀態(tài)的能量管理策略（Energy Management Strategy,EMS）的控制方案,通過劃分鋰電池的荷電狀態(tài)（State of Charge,SOC）與負載需求功率區(qū)間實現(xiàn)對燃料電池的輸出功率控制;同時以優(yōu)化區(qū)間劃分合理性為目標,設計了模糊邏輯EMS,并利用Mamdani和Sugeno兩種方法進行去模糊化得到兩種燃料電池輸出功率控制方式。然后,針對... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 燃料電池混合動力系統(tǒng)的應用領域
        1.2.2 燃料電池和鋰電池的壽命
        1.2.3 混合動力系統(tǒng)的控制策略
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 章節(jié)安排
第2章 混合動力系統(tǒng)的能量管理策略研究
    2.1 叉車工況測試與數(shù)據(jù)計算
    2.2 混合動力系統(tǒng)的拓撲結構選型
    2.3 混合動力系統(tǒng)的能量管理策略
        2.3.1 電池SOC區(qū)間的確定
        2.3.2 基于狀態(tài)的控制策略
        2.3.3 模糊邏輯控制策略
    2.4 本章小結
第3章 燃料電池混合動力系統(tǒng)的仿真實驗
    3.1 混合動力系統(tǒng)的評價函數(shù)
        3.1.1 燃料電池的剩余壽命函數(shù)
        3.1.2 電堆的氫耗量函數(shù)
        3.1.3 鋰電池剩余壽命函數(shù)
        3.1.4 系統(tǒng)的剩余價值函數(shù)
    3.2 混合動力系統(tǒng)的建模
        3.2.1 評價函數(shù)的模型建立
        3.2.2 燃料電池的模型
        3.2.3 鋰電池的模型
        3.2.4 DC-DC模型的建立
    3.3 混合動力系統(tǒng)的仿真實驗
    3.4 本章小結
第4章 混合動力系統(tǒng)測試平臺設計與模擬實驗
    4.1 混合動力實驗平臺的設備選型與參數(shù)設計
        4.1.1 水冷PEMFC的選型與參數(shù)設計
        4.1.2 供氫系統(tǒng)的參數(shù)設計
        4.1.3 電池組選型與參數(shù)設計
        4.1.4 EMS控制器的硬件選型
    4.2 EMS控制器的軟件設計
        4.2.1 通訊與接口系統(tǒng)
        4.2.2 總體軟件流程
        4.2.3 總線通訊流程
        4.2.4 開機故障自檢流程
        4.2.5 能量管理策略算法流程
    4.3 混合動力系統(tǒng)測試平臺運行實驗
        4.3.1 能量管理器的測試實驗
        4.3.2 基于狀態(tài)的EMS硬件算法改進
        4.3.3 混合動力系統(tǒng)模擬工況實驗
    4.4 本章小結
結論與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]動力鋰電池剩余壽命評價方法及系統(tǒng)的研究[J]. 李學哲,李孝平,馮海美,劉軍明.  電源技術. 2017(04)
[3]叉車后市場方興未艾前景看好[J]. 趙皎云.  物流技術與應用. 2017(03)
[4]清潔能源與電動汽車充電站協(xié)調(diào)投資的低碳效益分析[J]. 盧志剛,姜春光,李學平,趙號,王薈敬.  電工技術學報. 2016(19)
[5]動力鋰電池的壽命研究綜述[J]. 李廣地,呂浩華,袁軍,李波.  電源技術. 2016(06)
[6]能源結構轉(zhuǎn)型的目標與路徑:美國、德國的比較及啟示[J]. 金樂琴.  經(jīng)濟問題探索. 2016(02)
[7]中國能源革命與低碳發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[J]. 何建坤.  武漢大學學報(哲學社會科學版). 2015(01)
[8]燃料電池轎車能量源混合度仿真優(yōu)化[J]. 趙治國,張賽.  汽車工程. 2014(02)
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博士論文
[1]考慮電池衰減特性的插電式混合動力系統(tǒng)能量管理策略研究[D]. 劉曉紅.北京理工大學 2014
[2]動力鋰離子電池組壽命影響因素及測試方法研究[D]. 時瑋.北京交通大學 2014

碩士論文
[1]鋰離子電池健康智能評估方法研究[D]. 李川江.南京航空航天大學 2015
[2]DC-DC開關變換器建模方法的研究與仿真分析[D]. 侯文晶.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]基于支持向量機的鋰離子電池壽命預測方法研究[D]. 解冰.華中科技大學 2012
[4]燃料電池混合動力汽車能量控制策略的研究[D]. 呂寧.大連海事大學 2010



本文編號：3520286