燃料電池與超級(jí)電容器混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與仿真.pdf

1、燃料電池汽車(chē)(FCEV)是一種以燃料電池為主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)的新能源汽車(chē)，燃料電池以氫為載體，通過(guò)氫氧化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣代替?zhèn)鹘y(tǒng)的能源，是一種新型能源動(dòng)力系統(tǒng)。超級(jí)電容器(Ultracapacitor)具有充電迅速、效率和使用循環(huán)次數(shù)高，短時(shí)間內(nèi)放電能力高的優(yōu)點(diǎn)。如和其它能量元件(發(fā)動(dòng)機(jī)、蓄電池、燃料電池)組成聯(lián)合體共同工作，可以使系統(tǒng)同時(shí)滿(mǎn)足動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的要求，與其它儲(chǔ)能元件單獨(dú)使用相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。是實(shí)現(xiàn)能量回收利用、降低污染的有效途徑

2、，國(guó)外已經(jīng)有越來(lái)越多的汽車(chē)廠把超級(jí)電容器作為混合動(dòng)力汽車(chē)的儲(chǔ)能裝置。 本文以我校和東風(fēng)汽車(chē)公司聯(lián)手研制的燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，分析了在原驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中嵌入超級(jí)電容器后對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及零部件性能的影響。本文首先分析了超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)原理和特性，闡述了超級(jí)電容器作為一種高效的能源存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)用于燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)對(duì)超級(jí)電容器在充放電過(guò)程中儲(chǔ)存能量及電流、電壓變化時(shí)的特性進(jìn)行分析，以及溫度變化對(duì)超級(jí)電容產(chǎn)生的影響，建

3、立了超級(jí)電容器的物理模型和數(shù)學(xué)模型，最后根據(jù)這些數(shù)學(xué)模型以MATLAB／SIMULINK為平臺(tái)搭建了超級(jí)電容的仿真模型，并以超級(jí)電容器和蓄電池組成的復(fù)合電源系統(tǒng)為基礎(chǔ)分析了超級(jí)電容器在對(duì)蓄電池的保護(hù)方面所起的作用。 在由超級(jí)電容器、蓄電池和燃料電池三個(gè)能量源組成的混合動(dòng)力多能源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，合理的分配三個(gè)動(dòng)力源之間的能量需求，對(duì)于體現(xiàn)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)起到了至關(guān)重要的作用。本文分別對(duì)燃料電池電動(dòng)汽車(chē)常用的開(kāi)關(guān)模式和功率跟隨模式的能

4、量分配策略的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并針對(duì)本文所用到的超級(jí)電容器的特點(diǎn)，在超級(jí)電容器、蓄電池和燃料電池三個(gè)能量源之間建立了合理的能量分配策略。利用本文所建立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模型，以ADVISOR為仿真平臺(tái)，選擇UDDS循環(huán)工況進(jìn)行仿真分析，得出了嵌入超級(jí)電容器的燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及一些重要性能的仿真結(jié)果。在與原驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在相同仿真工況下的仿真結(jié)果對(duì)比后得出：超級(jí)電容器的加入使得在經(jīng)濟(jì)性變化不大的情況下，很好的提高了汽車(chē)的動(dòng)力性，并且主要