車用燃料電池電源系統(tǒng)的功率控制算法設(shè)計(jì).pdf

1、隨著能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，新能源電動(dòng)車的開發(fā)備受世界矚目，以質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)為動(dòng)力源的燃料電池汽車以其獨(dú)特的環(huán)保優(yōu)勢(shì)得到了廣泛的重視。純?nèi)剂想姵叵到y(tǒng)由于其輸出特性偏軟、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢的特性，它通常與蓄電池或者超級(jí)電容等輔助電源組成電電混合的電源系統(tǒng)。本文以車用燃料電池電源系統(tǒng)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于直流電壓下垂控制和模糊邏輯的功率控制策略，并針對(duì)不同的工況，通過仿真證明了它的有效性。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，分析

2、了電動(dòng)汽車電源系統(tǒng)中常用能源的特性，進(jìn)而確定了多能源的混合方式與電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并針對(duì)目標(biāo)車型，匹配了動(dòng)力電源系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)。針對(duì)本文所選用的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了電源系統(tǒng)的工作模式。
　　接著，針對(duì)選用的動(dòng)力電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，確定了燃料電池側(cè)與蓄電池側(cè)的DC/DC變換器拓?fù)?，并詳?xì)闡述了各變換器的工作原理，進(jìn)一步，根據(jù)電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)完成了DC/DC變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了各變換器的平均值模型和交流小信號(hào)動(dòng)態(tài)模型，并針

3、對(duì)燃料電池與蓄電池的特性，設(shè)計(jì)了各變換器的控制器參數(shù)。
　　最后，制定了電源系統(tǒng)的功率控制策略的目標(biāo)：保證燃料電池的效率和耐久性、維持蓄電池合理的SOC、維持母線電壓的穩(wěn)定。從功率控制的最終目標(biāo)出發(fā)，分析得到了影響電源系統(tǒng)功率分配的三個(gè)主要因素：燃料電池的輸出功率水平、蓄電池的SOC值和母線電壓的穩(wěn)定程度。進(jìn)一步，針對(duì)電源系統(tǒng)瞬時(shí)功率與平均功率的分配，研究并設(shè)計(jì)了基于直流電壓下垂控制和模糊邏輯的功率控制算法，并針對(duì)不同的工況進(jìn)行仿