氫燃料電池汽力動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建模仿真.pdf

1、分類號(hào)——UDC●■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■一密級(jí)學(xué)校代碼劣潷程歹大署學(xué)位論文10497題目氫憋整墊漁沲圭盈杰亟絲遮鹽叢建搓堡真英文旦曼曼ig墜壘塾魚Si堡墜!墾!iQ墜Q至!h曼里Q盟曼叢!壘i廷Q至題目墼Y亟!Qg曼墜至墜曼!g星!13堡塾i堡!曼研究生姓名型：緒筮指導(dǎo)教師姓名—j乙旦jL職稱——絲L學(xué)位—盛一430070副指導(dǎo)教師單位名稱壅凰韭金星疊堡查睦金亟郵編430056申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟工程領(lǐng)域名稱圭

2、塹墨猩論文提交日期20120520論文答辯日期學(xué)位授予單位武這理王太堂學(xué)位授予日期20120602答辯委員會(huì)主席三馥違耳b閱人—盔基』受鍪』二j邃查摘要新能源汽車對(duì)于解決環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重大的意義，引起了越來越多人的關(guān)注。而氫燃料電池汽車因其無污染、零排放成為電動(dòng)汽車研究的一個(gè)熱點(diǎn)，它克服了純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的缺陷。同時(shí)氫燃料電池汽車具有能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境友好等內(nèi)燃機(jī)汽車不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，而且仍然保持傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的加速性能、高

3、速度、長(zhǎng)距離行駛和安全、舒適等性能。因此有必要對(duì)氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行研究。本文圍繞氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建模、仿真以及參數(shù)優(yōu)化開展工程化研究。首先，研究了氫燃料電池汽車五種動(dòng)力系統(tǒng)以及兩種能量控制策略，通過詳細(xì)比較及分析其中的優(yōu)缺點(diǎn)，選定燃料電池和蓄電池(FCB型)作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛的能量來源，并選定功率跟隨式控制策略作為該車的控制策略。對(duì)某轎車改型的氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，確定汽車動(dòng)力系統(tǒng)整體布置圖以及相關(guān)部

4、件的放置位置。其次，在分析燃料電池、動(dòng)力蓄電池以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的工作原理的基礎(chǔ)上，選定低溫質(zhì)子交換膜燃料電池作為氫燃料電池汽車的主動(dòng)力源，鋰離子電池作為車輛的輔助動(dòng)力源，異步交流電機(jī)作為車輛的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。根據(jù)車輛性能設(shè)計(jì)指標(biāo)和整車性能參數(shù)，運(yùn)用相關(guān)的理論知識(shí)確定了動(dòng)力系統(tǒng)各部件相關(guān)參數(shù)。再次，在動(dòng)力系統(tǒng)布置方案以及相關(guān)部件參數(shù)確定的基礎(chǔ)上，運(yùn)用M觚AB／SIMULINK對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)部件以及整車進(jìn)行了仿真建模。結(jié)合中國(guó)城市工況和UDDS典型城市工

5、況，運(yùn)用ADVISOR軟件對(duì)整車進(jìn)行模擬測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，氫燃料電池汽車在動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性以及百公里加速時(shí)間等各方面都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于設(shè)定的性能指標(biāo)，說明動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇以及控制策略的選擇符合氫燃料電池汽車的要求。同時(shí)設(shè)置多循環(huán)測(cè)試工況，測(cè)試動(dòng)力系統(tǒng)部件運(yùn)行的狀況，測(cè)試結(jié)果顯示，動(dòng)力系統(tǒng)的各部件都運(yùn)行在各自的高效率區(qū)。最后，運(yùn)用ADVISOR自帶的優(yōu)化軟件，對(duì)氫燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)部件的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，使氫燃料電池和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率大大