燃料電池汽車動力系統(tǒng)匹配及控制策略研究.pdf

1、傳統(tǒng)汽車尾氣排放及能源消耗造成了嚴(yán)重的環(huán)境和能源危機(jī)，而燃料電池汽車因其零污染和原料來源廣泛的優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前汽車領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。本文以某國產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型轎車為原型，在不改變基本參數(shù)和性能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，將其設(shè)計(jì)為燃料電池汽車，并對其動力系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行了數(shù)值研究，為后續(xù)的探究提供了參考與借鑒。
　　本文首先確定了燃料電池+能量存儲器的雙動力源結(jié)構(gòu)，并計(jì)算分析了不同結(jié)構(gòu)的驅(qū)動效率，確定了最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式。其次，剖析了燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，闡述了其

2、基本工作原理，選取了燃料電池汽車的主要動力元部件。然后，通過原車仿真與試驗(yàn)結(jié)果對比，驗(yàn)證了本文采用的數(shù)值計(jì)算方法的可靠性，并在MATLAB/Simulink平臺上搭建燃料電池整車仿真模型及各動力元件模型。通過計(jì)算獲得了驅(qū)動電機(jī)的主要參數(shù)，利用ADVISOR對整車進(jìn)行仿真分析，解決了燃料電池汽車動力源功率分配與能量存儲器的選配的問題。最后，對比分析了功率跟隨式與開關(guān)控制式兩種控制策略，闡述了功率跟隨式在ADVISOR的實(shí)現(xiàn)過程，并對兩種控

3、制策略進(jìn)行了仿真研究。研究表明，①動力源的功率分配不同得出的性能指標(biāo)也不同，通過對比分析確定了一組最優(yōu)的分配方案；②在電量保持的燃料電池系統(tǒng)中，蓄電池較高的比能量并不具有優(yōu)勢，因?yàn)槠嚨睦m(xù)航里程主要取決于氫氣罐的容量，而超級電容器具有較高的比功率，能夠同時提高經(jīng)濟(jì)性和加速性能，因此燃料電池+超級電容器更具有優(yōu)勢。③采用功率跟隨式控制策略在整車動力性和經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)于開關(guān)控制式，解決了蓄能器過充過放問題，降低了燃料電池頻繁開啟，保證動力輸出