本文關(guān)鍵詞：燃料電池客車動力系統(tǒng)的改進研究

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【摘要】：全球汽車產(chǎn)業(yè)一直在尋求更加高效、清潔的車用能源技術(shù)。燃料電池汽車技術(shù)無疑是非常理想的技術(shù)路線之一。因其高效、零排放、節(jié)能等優(yōu)勢,被普遍認為是未來新能源汽車的發(fā)展方向和研發(fā)領(lǐng)域的重點之一。近年來,隨著國家出臺一系列鼓勵新能源發(fā)展的政策,國內(nèi)新能源汽車呈現(xiàn)爆炸式的增長,同時除燃料電池外,補貼標準實行退坡政策。這一系列舉措促使燃料電池技術(shù)越來越受到重視,各大科研機構(gòu)和汽車廠商對于燃料電池進行了大量研究。燃料電池的性能不斷提高,成本進一步降低,使得燃料電池商品車距離人們的生活越來越近。國內(nèi)研究大多聚焦理論方法,針對面向市場的燃料電池汽車研究的資料較少。本文以面向市場研發(fā)的12米純?nèi)剂想姵毓豢蛙嚍檠芯繉ο?針對此車型存在的動力性能差、成本較高、無法回收制動能量等問題,進行以下研究:第一、對燃料電池汽車動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式進行比較分析。1、純?nèi)剂想姵啬Ｊ?具有整備質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、控制容易等優(yōu)點。同時存在燃料電池功率大、成本高、不具備能量回收功能、動態(tài)響應(yīng)慢、可靠性差、冷啟動時間長等問題。2、燃料電池與動力電池混合驅(qū)動模式:可以有效覆蓋功率需求的波動,延長燃料電池壽命。并且動力電池響應(yīng)迅速、可以回收制動能量。但結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜。3、燃料電池與超級電容混合驅(qū)動模式:電容充放電效率高,循環(huán)壽命長,比功率高,可以提供瞬時大功率。缺點也很突出,比能量遠低于動力電池。4、燃料電池、超級電容、動力電池混合驅(qū)動模式:兼具動力電池和電容的優(yōu)點,但控制與結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)合動力系統(tǒng)改進目標及方案可行性的基礎(chǔ)上,選擇燃料電池與動力電池聯(lián)合驅(qū)動的構(gòu)型方案。第二、根據(jù)整車性能目標,確定動力系統(tǒng)的主要參數(shù)。參數(shù)包括:電機最高轉(zhuǎn)速、電機額定功率、電機峰值功率、電機峰值扭矩、燃料電池額定功率、動力電池功率及能量。滿足性能目標的前提下結(jié)合國內(nèi)各總成的性能水平,完成了總成選擇。第三、分析比較主流控制策略,確定本車采用功率跟隨的控制模式,并對整車在驅(qū)動工況和制動工況下的控制策略進行了詳細說明。選擇工作模式和分配功率是混合動力系統(tǒng)控制策略的核心問題。本車控制策略的制定包括兩個方面:第一、設(shè)定不同工作模式的開啟條件;第二、確定不同工作模式下能量的分配原則。近年來,一些智能算法(例如自適應(yīng)控制、模糊控制)不斷應(yīng)用于電動車的控制策略當中,但由于過于復(fù)雜而難以在實際車輛上廣泛應(yīng)用第四、基于Cruise軟件搭建整車模型,通過仿真對車輛的動力性能、經(jīng)濟性能進行驗證。并且進行了整車試制和試驗,進一步驗證本次研究的合理性。通過改進動力系統(tǒng)的驅(qū)動模式,實現(xiàn)了設(shè)計初期設(shè)定的動力性和經(jīng)濟性指標。隨著新能源汽車市場規(guī)模的形成,用戶的需求從最初的功能需求向更高性能需求轉(zhuǎn)化,這對燃料電池客車的設(shè)計提出了更高的要求。本研究不僅通過改進動力系統(tǒng)實現(xiàn)了提高燃料電池客車整車動力性能及經(jīng)濟性能的目標,并且建立了整車的仿真模型,為今后的設(shè)計工作提供了有力的支撐。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.722

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