基于多模型的燃料電池電動汽車能量流控制研究.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，能源供需矛盾日益突出。能源與環(huán)境成為了21世紀(jì)的重要主題。燃料電池尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池比能量高、工作溫度低等良好性能受到人們的廣泛關(guān)注。燃料電池電動汽車(FCEV)具有低噪音、無污染、零排放和能量轉(zhuǎn)換效率高等特點(diǎn)，受到了各國相關(guān)專家學(xué)者的重視。能量流控制是保證證燃料電池汽車高效、穩(wěn)定工作的重要環(huán)節(jié)。本文以燃料電池電動汽車為研究對象，開展其動力系統(tǒng)的控制研究。主要研究內(nèi)容如下： ⑴在比

2、較分析作為車輛主能源的燃料電池發(fā)動機(jī)和各輔助能源的特性及優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，研究了燃料電池電動汽車動力系統(tǒng)的幾種典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，重點(diǎn)論證并采用了燃料電池和超級電容聯(lián)合驅(qū)動的拓?fù)浞桨?，同時(shí)確立燃料電池電動汽車各能源的性能指標(biāo)，并分析了在幾種典型工況下的燃料電池電動汽車能量流向問題。 ⑵分析了燃料電池電動汽車能量流的特性，研究了基于DSP的能量流控制系統(tǒng)的整體方案，設(shè)計(jì)了能量流控制系統(tǒng)的能量管理控制單元，根據(jù)燃料電池電動汽車不同工況確立

3、了動力系統(tǒng)的配電方案，并詳細(xì)分析了它們的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，完成了燃料電池系統(tǒng)的啟動、超級電容電荷量(SOC)的計(jì)算、A/D模塊程序介紹及人機(jī)界面的軟件設(shè)計(jì)。 ⑶結(jié)合燃料電池電動汽車實(shí)際情況，研究了基于多模型方法的能量流控制策略，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了FCEV在各工況下的多模型集，并針對FCEV在勻速和變速下的子模型分別設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制和PID控制策略，并采用模糊加權(quán)方法進(jìn)行各模型間的平滑切換調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了基于多模型的能量流的優(yōu)化與控制。