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

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)濟性，加快氫燃料電池轎車技術(shù)進步和推廣應用。
　　本文以某內(nèi)燃機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)汽車理論方面的知識對氫燃料電池轎車的能源與動力傳動系統(tǒng)的參數(shù)進行了初步的設計，其中包括驅(qū)動電機、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）和鋰離子電池等部件的參數(shù)。
　?。?）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性能，進而搭建了其Simulink模型。最后在對能源系統(tǒng)混合度充分認識的基礎上，本文基于能源系統(tǒng)成本最低為設計目標，對氫燃料電池轎車的雙能源系統(tǒng)進行了匹配。
　　（3）對氫燃料電池轎車傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化匹配。首先基于MATLAB/Simulink軟件對氫燃料電池轎車進行了整車建模，其中分別對永磁無刷直流電機、駕駛室、變速器、車輪等部件進行了建模。然后從燃料經(jīng)濟性和操作方便性

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行了優(yōu)化匹配，其中優(yōu)化目標為單個NEDC工況下的電機能量消耗最少，約束條件為滿足整車動力性。
　　（4）對氫燃料電池轎車能源系統(tǒng)控制策略進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)相關理論建立了開關式和功率跟隨