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燃料电池电动汽车储能系统的设计与控制
| 论文题名： | 燃料电池电动汽车储能系统的设计与控制 |
| 关键词： | 电动汽车;燃料电池;混合动力系统;DC/DC变换器;超级电容器;仿真验证 |
| 摘要： | 随着汽车工业的快速发展,汽车保有量大幅增加,能源危机和环境污染的双重考验愈发严峻,高效率、低污染的燃料电池汽车受到各国政府和汽车业界的重视。燃料电池电动汽车采用蓄电池或超级电容器作为辅助储能装置,能够有效的减少燃料电池的动态负荷,延长燃料电池的寿命并提高整车燃料经济性,是目前燃料电池汽车动力系统研究的热点。本文建立了燃料电池混合动力系统的仿真模型及部分实验台架,提出了一种基于功率跟随的能量管理策略。 首先,介绍了燃料电池和超级电容器的基本原理,通过数学模型对单燃料电池的动态和静态特性进行仿真分析;阐述了选用超级电容器一阶电化学模型的原因以及模型参数辨识的方法,并通过仿真和实验的对比来验证模型参数的精确性。 其次,分析了混合动力系统三种结构的优缺点,根据荣威 E50纯电动汽车的参数计算混合动力系统的容量;用波特图法设计了混合动力系统DC/DC控制器的参数,并在MATLAB软件中搭建仿真模块进行仿真验证。 再次,给出了基于功率跟随能量管理策略的控制规则及相关参数的计算;推导出燃料电池端和超级电容器端DC/DC变换器的闭环输出阻抗,证明需加入均流控制策略才能保证燃料电池与超级电容器都能按设计指标输出最大功率;在MATLAB软件中建立整个混合动力系统的模型,验证了所提出的能量管理策略的可行性。 最后,以DSP2812为核心控制器建立了燃料电池端DC/DC变换器和超级电容器端DC/DC变换器的硬件平台,实验结果证明两变换器都可单独稳定运行。 |
| 作者： | 聂玺 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 张辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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