本文關鍵詞：車用燃料電池系統(tǒng)控制策略研究

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【摘要】：在汽車工業(yè)中,燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicle,簡稱FCEV)是解決能源緊缺與環(huán)境污染的根本出路,本文以燃料電池電動汽車為研究對象,深入地對燃料電池發(fā)動機控制系統(tǒng)展開研究,以高性能的Freescale16位嵌入式MCU為控制核心,采用CANBUS通訊、建立合理的控制策略,開發(fā)了一種新型的燃料電池發(fā)動機控制系統(tǒng)。主要研究內容如下:首先,根據(jù)燃料電池發(fā)動機所要達到的性能指標,研究了燃料電池發(fā)動機控制系統(tǒng)的總體結構以及傳感器系統(tǒng)進行分析。以微處理器MC9S12DG128B為核心,進行燃料電池發(fā)動機控制系統(tǒng)的硬件設計。完成硬件平臺、接口模塊設計,并使該硬件系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力。其次,對燃料電池工作狀態(tài)的進行分析,然后對各個工作狀態(tài)進行軟件流程的分塊設計與系統(tǒng)功能模塊軟件流程設計。在軟件程序中,采取了數(shù)字濾波技術,以提高系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)的可靠性。采用CANoe進行燃料電池發(fā)動機與整車控制器通訊仿真,驗證通訊設計滿足實際性能指標要求。最后,完成燃料電池汽車發(fā)動機控制策略的研究。由于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是燃料電池發(fā)動機的難點及重點,分別采用PID控制和Fuzzy-PID控制對冷卻水溫度進行控制,進行仿真實驗研究,驗證了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設計方案、控制算法和控制策略的正確性,對研究燃料電池電動汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)有一定的借鑒意義。
【關鍵詞】：燃料電池發(fā)動機 MCU CAN PID控制 Fuzzy-PID控制
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.3 課題研究的意義及來源13
• 1.4 主要研究內容13-15
• 第二章 汽車復合電源發(fā)動機系統(tǒng)的結構15-30
• 2.1 燃料電池電動汽車的組成15
• 2.2 燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的組成15-20
• 2.2.1 燃料電池電堆15-17
• 2.2.2 氫氣供給系統(tǒng)17-19
• 2.2.3 電功率測量系統(tǒng)19
• 2.2.4 報警系統(tǒng)19-20
• 2.2.5 通訊系統(tǒng)20
• 2.2.6 控制器20
• 2.3 燃料電池發(fā)動機傳感器系統(tǒng)20-28
• 2.3.1 壓力傳感器21-22
• 2.3.2 溫度傳感器電路分析與設計22-23
• 2.3.3 霍爾電壓、電流傳感器23-28
• 2.4 燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)的控制分析28
• 2.5 本章小結28-30
• 第三章 汽車復合電源控制系統(tǒng)硬件設計30-44
• 3.1 硬件總體設計30-31
• 3.2 主控芯片的選擇31-37
• 3.2.1 單片機MC9S12DG128B的內部資源31-33
• 3.2.2 單片機MC9S12DG128B的最小硬件系統(tǒng)33-37
• 3.3 單片機MC9S12DG128B功能模塊的設計37-42
• 3.3.1 ATD接口模塊37-38
• 3.3.2 I/O接口模塊38-39
• 3.3.3 PWM接口模塊39-40
• 3.3.4 輸入捕捉模塊40-42
• 3.4 供電系統(tǒng)設計42-43
• 3.5 本章小結43-44
• 第四章 燃料電池發(fā)動機控制策略研究及其軟件流程設計44-55
• 4.1 控制策略的研究44-45
• 4.2 燃料電池各種工作狀態(tài)分析45-49
• 4.2.1 燃料電池工作狀態(tài)的確定45-46
• 4.2.2 掃氣流程46
• 4.2.3 啟動流程46-47
• 4.2.4 工作流程47-48
• 4.2.5 安全信號檢測模塊48-49
• 4.3 燃料電池發(fā)動機控制系統(tǒng)軟件總體設計49-53
• 4.3.1 A/D采樣模塊與數(shù)字濾波技術的應用49-50
• 4.3.2 輸入捕捉模塊與流量的處理50-51
• 4.3.3 CAN通訊模塊設計51-53
• 4.4 本章小結53-55
• 第五章 電池系統(tǒng)控制算法研究55-63
• 5.1 引言55-56
• 5.2 PID控制原理及應用56-57
• 5.2.1 PID控制原理56
• 5.2.2 PID控制作用的特點56-57
• 5.2.3 PID控制在燃料電池控制中的運用57
• 5.3 模糊PID控制57-62
• 5.3.1 模糊控制技術58-59
• 5.3.2 Fuzzy-PID控制器的結構和原理59
• 5.3.3 Fuzzy-PID控制器的設計59-60
• 5.3.4 模糊自整定PID參數(shù)控制系統(tǒng)仿真60-61
• 5.3.5 Fuzzy-PID算法在燃料電池控制系統(tǒng)應用結果與分析61-62
• 5.4 本章小結62-63
• 第六章 結論與展望63-65
• 6.1 全文工作總結63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀學位期間主要的研究成果68-69
• 致謝69

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本文編號：973591