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燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的研究
| 论文题名： | 燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的研究 |
| 关键词： | 燃料电池乘用车;动力系统;能量管理;模糊控制;遗传算法 |
| 摘要： | 随着国家能源战略结构的调整，传统燃油汽车向绿色化新能源汽车转型是当下及未来长期面临的难题。氢能具有零排放、能量转换效率高、易获取、可再生等一系列优点，因此燃料电池汽车逐渐成为了未来新能源汽车的发展方向。但是受到燃料电池现有技术的制约，燃料电池汽车的商业化普及仍然有很多阻碍。目前燃料电池存在的短板包含：输出电压电流特性偏软、动态响应速度慢、启动速度慢、不能吸收制动能量。在燃料电池汽车动力系统中增加辅助能源，以实现对燃料电池输出功率削峰填谷，使燃料电池工作在正常状态下仍可达到车辆性能要求。燃料电池汽车的动力系统结构和能量管理策略的优略直接影响着车辆的动力性和经济性，因此设计燃料电池汽车动力系统以及能量管理策略具有十分重要的研究意义。 本文介绍了燃料电池汽车在国内外的发展现状及其研究进展，分析了四种动力系统的拓扑结构的优缺点，并对所选定的燃料电池＋蓄电池动力系统进行能源选型，主、辅两种能源确定为质子交换膜燃料电池、磷酸铁锂电池。选择燃料电池的戴维宁等效模型和蓄电池的内阻模型分别对主动力源和辅助动力源进行建模分析。为了对燃料电池和蓄电池输出功率进行有效合理地分配，充分发挥动力系统优势，本文在MATLAB/Simulink中搭建基于模糊控制策略的仿真模型。针对模糊控制依赖专家经验，过于主观化的问题，通过遗传算法对模糊规则与模糊控制的隶属度函数分别进行参数化寻优，得到遗传算法优化的模糊控制策略。 基于AVL CRUISE平台搭建了纯燃料电池动力系统仿真模型和燃料电池+蓄电池动力系统仿真模型，基于NEDC、WLTC工况分别针对模糊控制、遗传算法优化模糊控制两种策略的整车模型进行联合仿真。仿真数据可证明本文所设计的燃料电池汽车动力系统及能量管理策略的可行性，并验证了整车动力性在满足设计要求的同时，其经济性也有所提高。 |
| 作者： | 王晓拙 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 周美兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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