本文關(guān)鍵詞：燃料電池供電系統(tǒng)控制及其能量管理的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全球性的氣候變化給人類帶來了不可預(yù)計(jì)的損失,世界已經(jīng)廣泛認(rèn)同氣候變化將會(huì)給人類的發(fā)展造成巨大代價(jià)的觀念,并將氣候變化上升為全球性的環(huán)境問題,對(duì)此開展了廣泛的探討和研究。從減少溫室氣體排放與節(jié)約能源這兩個(gè)方面考慮,課題組申請(qǐng)了國(guó)際合作項(xiàng)目“基于燃料電池和珀耳帖冷卻技術(shù)的節(jié)能與減少溫室氣體排放相結(jié)合的環(huán)保系統(tǒng)的研究”,以求為控制氣候的變化探索出一條新的途徑。燃料電池是一種將燃料的化學(xué)能通過電化學(xué)反應(yīng),直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電裝置;半導(dǎo)體制冷器是以半導(dǎo)體材料的珀耳帖效應(yīng)為核心的裝置,并不使用制冷劑來制冷;這兩種裝置都是對(duì)環(huán)境影響很小的新型綠色設(shè)備,因而推廣其應(yīng)用可以極大地減少溫室氣體的排放量。本文主要分析了燃料電池存在的問題及供電系統(tǒng)研究現(xiàn)狀,以及混合供電系統(tǒng)能量管理的研究現(xiàn)狀。介紹了燃料電池的發(fā)展、工作原理、特性等,根據(jù)半導(dǎo)體冷卻裝置的負(fù)載特性,設(shè)計(jì)了基于DC-DC變換器的燃料電池供電系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。針對(duì)供電系統(tǒng)的能量管理問題,提出了基于模糊邏輯的控制方法。根據(jù)燃料電池系統(tǒng)與負(fù)載的功率匹配,使雙向DC-DC變換器在Boost與Buck模式中切換,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的能量管理,使燃料電池工作于最佳狀態(tài),同時(shí)讓蓄電池SOC在最小極限值以上。以燃料電池的輸出功率穩(wěn)定為前提,來控制蓄電池的充放電,從而吸收多余能量或應(yīng)對(duì)過載狀態(tài)。設(shè)計(jì)制作了燃料電池供電系統(tǒng)的硬件電路和控制電路,完成了原理圖設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選型,編寫相關(guān)控制軟件。搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：燃料電池 DC-DC變換器 能量管理 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：中原工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM911.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 燃料電池研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 燃料電池供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 燃料電池供電系統(tǒng)能量管理研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本課題的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 2. 半導(dǎo)體制冷裝置燃料電池供電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)17-28
• 2.1 半導(dǎo)體制冷裝置原理分析17
• 2.2 PEMFC工作原理及工藝特性分析17-21
• 2.3 燃料電池供電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-25
• 2.3.1 單向DC-DC變換器22-23
• 2.3.2 儲(chǔ)能單元23-24
• 2.3.3 雙向DC-DC變換器24-25
• 2.4 系統(tǒng)能量流動(dòng)模式分析25-27
• 2.5 能量管理控制要求27-28
• 3. 燃料電池供電系統(tǒng)能量管理控制策略研究28-46
• 3.1 燃料電池供電系統(tǒng)能量管理控制方案28-29
• 3.2 荷電狀態(tài)（SOC）的計(jì)算29-31
• 3.3 系統(tǒng)能量分配控制策略31-37
• 3.3.1 模糊控制基本原理31-33
• 3.3.2 模糊控制器結(jié)構(gòu)33
• 3.3.3 輸入量的模糊化33-35
• 3.3.4 模糊控制規(guī)則35-37
• 3.3.5 去模糊化37
• 3.4 燃料電池輸出電壓控制策略37-46
• 3.4.1 模糊PID工作原理38-39
• 3.4.2 模糊PID控制器設(shè)計(jì)39-43
• 3.4.3 模糊PID控制器的仿真43-46
• 4. 燃料電池供電系統(tǒng)裝置設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究46-53
• 4.1 燃料電池供電系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.2 燃料電池供電系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)47-50
• 4.2.1 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)47-49
• 4.2.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)49
• 4.2.3 單片機(jī)核心板電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)研究50-53
• 4.3.1 系統(tǒng)輸出電壓控制測(cè)試50-52
• 4.3.2 負(fù)載功率跟蹤測(cè)試52-53
• 5. 結(jié)論與展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 附錄：碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表論文57-58
• 致謝58-59

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1 ;直接使用甲烷的新燃料電池[J];現(xiàn)代化工;2000年01期

2 ;燃料電池[J];化學(xué)工程師;2000年02期

3 徐德新,諸亦新;燃料電池的開發(fā)現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J];江蘇冶金;2000年02期

4 ;新型能源燃料電池[J];精細(xì)化工基地信息通訊;2000年06期

5 秦衛(wèi);;燃料電池的現(xiàn)狀[J];輕型汽車技術(shù);2000年06期

6 余亮;;燃料電池儲(chǔ)氫新技術(shù)[J];輕型汽車技術(shù);2000年Z1期

7 豐洋;天然氣膜法脫氮用于燃料電池[J];石油與天然氣化工;2001年02期

8 ;我研發(fā)出國(guó)際先進(jìn)水平燃料電池[J];稀有金屬;2001年04期

9 ;形形色色的鋰電池和燃料電池[J];福建輕紡;2001年06期

10 劉四華;國(guó)外燃料電池的開發(fā)與研究[J];化學(xué)工程師;2001年03期

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1 ;科學(xué)家為燃料電池開發(fā)新催化劑[A];節(jié)能減排論壇——福建省科協(xié)第八屆學(xué)術(shù)年會(huì)衛(wèi)星會(huì)議論文�？痆C];2008年

2 郭曉汾;張毅;;燃料電池車輛及其新進(jìn)展[A];河南省汽車工程學(xué)會(huì)第二屆科研學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

3 許谷;;燃料電池——改變未來世界的新科技——燃料電池系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的研究[A];材料科學(xué)與工程技術(shù)——中國(guó)科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年

4 宋二虎;;電動(dòng)自行車用燃料電池的產(chǎn)業(yè)化之路[A];電動(dòng)車及新型電池學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

5 于澤庭;韓吉田;;燃料電池在家庭中的應(yīng)用[A];山東省第五屆制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

6 陸天虹;張玲玲;唐亞文;高穎;;各種燃料電池在產(chǎn)業(yè)化概況[A];2006中國(guó)動(dòng)力電池高層論壇論文集[C];2006年

7 宮振華;張存滿;肖方f

本文編號(hào)：463756