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.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、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,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

2、研究,主要研究成果如下:
 ?。?)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

3、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。
 ?。?)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

4、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。
 ?。?)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

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