本文關(guān)鍵詞：氫燃料電池轎車能源與動力系統(tǒng)優(yōu)化匹配及控制策略研究

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【摘要】：近些年以來,能源和環(huán)境方面的難題倍受各國人民和政府部門的密切關(guān)注。對于未來汽車動力源的發(fā)展來說,質(zhì)子交換膜燃料電池因其零排放、高效和高功率密度等優(yōu)點(diǎn),被人們公認(rèn)是最具有發(fā)展前景的未來動力源。通過對氫燃料電池轎車能源動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化和進(jìn)一步對控制策略的研究可以有效提升整車的動力性和經(jīng)濟(jì)性,加快氫燃料電池轎車技術(shù)進(jìn)步和推廣應(yīng)用。本文以某內(nèi)燃機(jī)轎車改裝而來的氫燃料電池轎車為研究對象,對能源動力傳動系統(tǒng)和控制策略分別進(jìn)行了建模仿真研究,主要研究成果如下:(1)對氫燃料電池轎車能源與動力傳動系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行了選擇。選定的方案為間接并聯(lián)式混合驅(qū)動。根據(jù)汽車?yán)碚摲矫娴闹R對氫燃料電池轎車的能源與動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行了初步的設(shè)計,其中包括驅(qū)動電機(jī)、質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和鋰離子電池等部件的參數(shù)。(2)對氫燃料電池轎車能源系統(tǒng)建模及優(yōu)化匹配。首先對質(zhì)子交換膜燃料電池和DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了建模仿真研究,仿真結(jié)果表明建立的DC-DC轉(zhuǎn)換器模型能夠起到很好穩(wěn)壓調(diào)壓的作用。然后研究了鋰離子電池的相關(guān)性能,進(jìn)而搭建了其Simulink模型。最后在對能源系統(tǒng)混合度充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上,本文基于能源系統(tǒng)成本最低為設(shè)計目標(biāo),對氫燃料電池轎車的雙能源系統(tǒng)進(jìn)行了匹配。(3)對氫燃料電池轎車傳動系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化匹配。首先基于MATLAB/Simulink軟件對氫燃料電池轎車進(jìn)行了整車建模,其中分別對永磁無刷直流電機(jī)、駕駛室、變速器、車輪等部件進(jìn)行了建模。然后從燃料經(jīng)濟(jì)性和操作方便性考慮,將固定擋變速器的傳動方案改為兩擋變速器的傳動方案,并對兩擋變速器的傳動比進(jìn)行了優(yōu)化匹配,其中優(yōu)化目標(biāo)為單個NEDC工況下的電機(jī)能量消耗最少,約束條件為滿足整車動力性。(4)對氫燃料電池轎車能源系統(tǒng)控制策略進(jìn)行了建模及仿真分析。首先建立了基于模糊控制策略的氫燃料電池轎車能源系統(tǒng)控制策略模型。然后對氫燃料電池轎車整車動力性模型進(jìn)行了仿真,通過對結(jié)果的分析驗證了模糊控制策略的控制性能。另外又根據(jù)相關(guān)理論建立了開關(guān)式和功率跟隨式的控制策略模型,通過對NEDC循環(huán)氫耗量和續(xù)駛里程的仿真分析了三種控制策略的燃料經(jīng)濟(jì)性,這說明本文中提到的模糊控制策略是有效合理的。最后利用CRUISE軟件搭建了氫燃料電池轎車整車仿真模型,進(jìn)一步驗證了本文中搭建的整車模型的正確性。
【關(guān)鍵詞】：氫燃料電池轎車 動力匹配 模糊控制 仿真研究
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U469.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國外FCEV發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)FCEV發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第二章 氫燃料電池轎車能源與動力傳動系統(tǒng)初步設(shè)計16-30
• 2.1 氫燃料電池轎車能源與動力傳動系統(tǒng)方案選擇16-20
• 2.2 氫燃料電池轎車能源與動力傳動系統(tǒng)參數(shù)初步設(shè)計20-29
• 2.2.1 電機(jī)參數(shù)的確定21-25
• 2.2.2 氫燃料電池堆參數(shù)的確定25-26
• 2.2.3 動力蓄電池參數(shù)的確定26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 氫燃料電池轎車能源系統(tǒng)建模及匹配30-46
• 3.1 氫燃料電池堆和DC-DC變換器建模30-41
• 3.1.1 質(zhì)子交換膜燃料電池堆模型建立30-35
• 3.1.2 DC-DC變換器模型35-37
• 3.1.3 PEMFC與DC-DC變換器模型的聯(lián)合仿真37-38
• 3.1.4 燃料電池堆輔助系統(tǒng)38-41
• 3.2 磷酸鐵鋰電池建模41-44
• 3.2.1 磷酸鐵鋰電池的工作原理和性能指標(biāo)41-42
• 3.2.2 磷酸鐵鋰電池的充放電特性42-43
• 3.2.3 磷酸鐵鋰電池的模型建立43-44
• 3.3 基于設(shè)計成本最低的能源系統(tǒng)匹配44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 氫燃料電池轎車傳動系統(tǒng)優(yōu)化匹配46-57
• 4.1 基于MATLAB/Simulink的FCEV整車模型建立46-50
• 4.1.1 驅(qū)動電機(jī)模型建立46-47
• 4.1.2 減速器模型建立47-48
• 4.1.3 車輪模型建立48-49
• 4.1.4 駕駛室模型建立49
• 4.1.5 整車動力學(xué)模型建立49-50
• 4.2 傳動系統(tǒng)優(yōu)化匹配及結(jié)果分析50-56
• 4.2.1 兩擋傳動系速比優(yōu)化設(shè)計50-52
• 4.2.2 兩擋傳動系統(tǒng)整車仿真及結(jié)果分析52-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 氫燃料電池轎車能量管理策略建立與仿真分析57-76
• 5.1 氫燃料電池轎車能量管理策略建立57-64
• 5.2 氫燃料電池轎車整車模型仿真分析64-72
• 5.2.1 氫燃料電池轎車整車模型的建立64-65
• 5.2.2 模型仿真結(jié)果分析65-68
• 5.2.3 氫燃料電池轎車燃料經(jīng)濟(jì)性分析68-72
• 5.3 基于CRUISE軟件的氫燃料電池轎車的整車仿真分析72-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 6.1 全文總結(jié)76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果81-82
• 致謝82

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張越;;美專家認(rèn)為氫燃料電池也有副作用[J];輕型汽車技術(shù);2003年07期

2 宋琦;氫燃料電池真的對環(huán)境更有利嗎?[J];大學(xué)化學(xué);2004年05期

3 ;新加坡研制出新型燃?xì)潆姵豙J];電源技術(shù)應(yīng)用;2004年01期

4 萬迎朗;氫燃料電池在船艇業(yè)的應(yīng)用前景——新世紀(jì)的能源制高點(diǎn)[J];船舶工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)信息;2005年11期

5 陳少華;;汽車零排放綠色動力源——?dú)淙剂想姵氐陌l(fā)展及應(yīng)用分析研究[J];中國西部科技;2006年06期

6 ;氫燃料電池研發(fā)獲重大突破[J];中國科技產(chǎn)業(yè);2007年06期

7 楊濤;;歐盟斥巨資研發(fā)氫燃料電池[J];功能材料信息;2008年Z1期

8 羅顥;;英國阿可拉劇院采用氫燃料電池供電[J];演藝設(shè)備與科技;2008年02期

9 ;氫燃料電池自行車在滬研制成功[J];發(fā)明與創(chuàng)新(綜合版);2008年04期

10 ;國產(chǎn)氫燃料電池客車“出征”北京車展[J];商用汽車新聞;2008年16期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 艾興華;;氫燃料電池在電信企業(yè)應(yīng)用前景分析[A];通信電源新技術(shù)論壇2011通信電源學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2011年

2 孫逢春;孫立清;白文杰;;氫燃料電池技術(shù)及其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀[A];第三屆全國氫能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

3 侯福平;;氫燃料電池供電技術(shù)在通信行業(yè)應(yīng)用淺析[A];2012年中國通信能源會議論文集[C];2012年

4 孫逢春;孫立清;白文杰;;氫燃料電池技術(shù)及其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀[A];中國太陽能學(xué)會2001年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

5 陳長聘;李壽權(quán);陳昀;陳立新;王新華;;用于小型氫燃料電池氫源的金屬氫化物儲氫器[A];中國太陽能學(xué)會2001年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

6 毛宗強(qiáng);;通向氫能經(jīng)濟(jì)的橋梁——從“淺氫”到“全氫”[A];第七屆全國氫能學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

7 尹寶輝;;汽車新能源之氫動力[A];西南汽車信息：2011年上半年合刊[C];2011年

8 魏建良;王先友;王宏;楊順毅;戴春嶺;裴斧;;直接硼氫化鈉-過氧化氫燃料電池陰極催化劑催化性能研究[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會新能源與能源化學(xué)分會場論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 方笑菊;氫燃料電池欲實現(xiàn)跨越式發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)鏈的整體完善[N];中國汽車報;2005年

2 記者 史曉菲;氫燃料有望進(jìn)入新一代車用發(fā)動機(jī)[N];消費(fèi)日報;2005年

3 杜華斌;氫燃料電池的商業(yè)化之路舉步維艱[N];科技日報;2007年

4 劉鵬;首架氫燃料電池飛機(jī)試飛成功[N];中國石化報;2008年

5 彭;氫燃料手機(jī)浮出水面[N];電腦商報;2008年

6 張智麗;20輛氫燃料電池車服務(wù)奧運(yùn)時速150公里[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2008年

7 建議承辦單位：國家發(fā)改委、科技部;抓住機(jī)遇加速氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化步伐[N];中華工商時報;2009年

8 馬永剛;宜興將崛起國家級氫燃料電池基地[N];中國有色金屬報;2005年

9 ;關(guān)于大力扶持氫燃料電池技術(shù)發(fā)展的提案[N];中華工商時報;2010年

10 記者 過國忠 實習(xí)生 郭永峰;國家氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化基地“落戶”宜興[N];科技日報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王麗君;基于信號處理的氫燃料發(fā)動機(jī)優(yōu)化控制[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 井洪宇;基于氫燃料電池的電能變換系統(tǒng)研究[D];北京化工大學(xué);2015年

2 溫延兵;氫燃料電池轎車能源與動力系統(tǒng)優(yōu)化匹配及控制策略研究[D];山東理工大學(xué);2016年

3 謝銳;氫燃料電池發(fā)電DC-DC電能變換研究[D];北京化工大學(xué);2012年

4 閆貫博;氫燃料電池發(fā)電DC-AC-DC電能變換研究[D];北京化工大學(xué);2013年

5 孫緒旗;氫燃料電池汽車動力系統(tǒng)設(shè)計及建模仿真[D];武漢理工大學(xué);2012年

6 朱佳慧;移動通信基站氫燃料電池備用供電系統(tǒng)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

，

本文編號：626525