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氢燃料电池汽力动力系统设计及建模仿真
| 论文题名： | 氢燃料电池汽力动力系统设计及建模仿真 |
| 关键词： | 氢燃料电池汽车;动力系统;参数优化;建模仿真 |
| 摘要： | 新能源汽车对于解决环境污染、能源危机具有重大的意义，引起了越来越多人的关注。而氢燃料电池汽车因其无污染、零排放成为电动汽车研究的一个热点，它克服了纯电动汽车续驶里程短的缺陷。同时氢燃料电池汽车具有能量转化效率高、环境友好等内燃机汽车不可比拟的优点，而且仍然保持传统内燃机汽车的加速性能、高速度、长距离行驶和安全、舒适等性能。因此有必要对氢燃料电池汽车动力系统进行研究。本文围绕氢燃料电池汽车动力系统的设计、建模、仿真以及参数优化开展工程化研究。 首先，研究了氢燃料电池汽车五种动力系统以及两种能量控制策略，通过详细比较及分析其中的优缺点，选定燃料电池和蓄电池(FC+B型)作为驱动车辆行驶的能量来源，并选定功率跟随式控制策略作为该车的控制策略。对某轿车改型的氢燃料电池汽车动力系统进行了重新设计，确定汽车动力系统整体布置图以及相关部件的放置位置。 其次，在分析燃料电池、动力蓄电池以及驱动电机的工作原理的基础上，选定低温质子交换膜燃料电池作为氢燃料电池汽车的主动力源，锂离子电池作为车辆的辅助动力源，异步交流电机作为车辆的驱动电机。根据车辆性能设计指标和整车性能参数，运用相关的理论知识确定了动力系统各部件相关参数。 再次，在动力系统布置方案以及相关部件参数确定的基础上，运用MATLAB/SIMULINK对动力系统部件以及整车进行了仿真建模。结合中国城市工况和UDDS典型城市工况，运用ADVISOR软件对整车进行模拟测试，测试结果显示，氢燃料电池汽车在动力性、燃料经济性以及百公里加速时间等各方面都要远远高于设定的性能指标，说明动力系统参数选择以及控制策略的选择符合氢燃料电池汽车的要求。同时设置多循环测试工况，测试动力系统部件运行的状况，测试结果显示，动力系统的各部件都运行在各自的高效率区。 最后，运用ADVISOR自带的优化软件，对氢燃料电池汽车动力系统部件的参数进行了优化，使氢燃料电池和驱动电机的输出功率大大降低，从而降低了整车成本以及为车辆其它部件的放置提供更多的空间。将优化后的氢燃料电池汽车结合中国典型城市工况进行模拟仿真，结果表明优化后的动力系统能够完全满足整车的性能指标，并且使动力系统的各部件均能够工作在高效率区，使氢燃料的消耗降低。 |
| 作者： | 孙绪旗 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗马吉;史建鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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