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燃料电池电动汽车动力系统参数匹配与优化研究
| 论文题名： | 燃料电池电动汽车动力系统参数匹配与优化研究 |
| 关键词： | 燃料电池;电动汽车;电电混合动力系统;参数匹配优化;混合遗传算法 |
| 摘要： | 开发燃料电池电动汽车是解决当前能源短缺与环境污染问题的切实有效的技术途径之一。以提高动力系统的效率为目标，研究多能源动力系统参数优化方法，构建由燃料电池与辅助动力源组成的电-电混合动力系统，已成为燃料电池汽车开发的关键技术。本文以燃料电池电动汽车动力系统设计为研究对象，以燃料电池电动汽车的电电混合动力系统参数优化方法为重点，对某轻型燃料电池客车动力系统进行了参数匹配与优化研究，主要的研究过程与成果如下： (1)首先，综述了燃料电池电动汽车动力系统参数匹配与优化研究的内容，主要概括了混合动力参数匹配和优化方法，指出加强燃料电池电动汽车电电混合动力系统匹配与优化研究是提高动力系统效率的有效途径。 (2)对比分析了燃料电池电动汽车动力系统的构型，得出间接燃料电池混合动力系统结构更适合燃料电池电动汽车。在混合动力系统配置优化的基本原则下，对两种间接燃料电池混合动力系统结构(FC+B，FC+B+C)进行了重点分析。基于对几种典型车用动力源特性和燃料电池混合动力系统技术要点的分析，结合某中巴车原车型的技术参数，确定了燃料电池系统和磷酸铁锂电池组的混合动力系统方案。 (3)针对燃料电池混合动力系统的参数设计问题，文中提出了电电混合动力系统的混合度的概念，并以汽车动力学理论为基础，将混合动力系统参数设计问题转化为混合度的设计问题，得到了燃料电池混合动力系统的混合度设计方法，并基于混合度对燃料电池电动汽车的动力系统进行特性参数设计，确定了动力源总功率、混合度边值以及电机的特性参数。 (4)根据燃料电池混合动力系统参数优化问题，建立了以汽车动力性为约束，以燃料经济性为优化目标的非线性数学模型，确定了优化目标、优化变量和优化约束。同时针对基本遗传算法不足之处，采用改进的混合遗传算法对优化问题进行求解。该优化结果较优化前有明显改善，验证了混合遗传算法的有效性。文中也分析了混合度、SOC值对优化目标的影响。 综上所述，文中对燃料电池电动汽车的动力系统构型优化、动力系统参数匹配与优化的研究，为进一步的动力总成实验与样车设计提供了理论依据，对燃料电池电动汽车的开发具有一定的参考意义；尤其是基于混合度的电电混合动力系统参数设计方法和混合遗传算法在混合动力系统优化中的应用，对其他型混合动力系统参数匹配与优化也具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 陈智家 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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