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原文传递小型燃料电池监控及故障诊断

论文题名：	小型燃料电池监控及故障诊断
关键词：	燃料电池组;电池监控;混合电动汽车;数学模型;故障诊断系统;证据理论;多传感器数据融合技术;燃料电池混合动力系统;研究对象;实验;控制方法;仿真模型;子系统;制策略;验数据;燃料电池汽车;管理;动力源;燃料电池堆;锂离子电池
摘要：	能源危机和日益恶化的环境问题使得近百年来传统的以石油为燃料的汽车工业将走向一个崭新的以清洁和可再生能源为动力的汽车工业。汽车也将从内燃机汽车发展到包括纯电动汽车(BEV)、混合电动汽车(HEV)以及燃料电池汽车 (FCV)的电动汽车时代，电动汽车将成为21世纪最重要的地面交通工具。本文以同济大学汽车学院自主研发的“春晖”系列电动车为研究对象，在燃料电池和蓄电池作为动力源的电-电混合基础上，进行大量的实验，运用 Matlab等软件研究小型燃料电池的管理和控制方法及故障诊断。首先，通过对燃料电池混合动力系统的分析，划分出相应的功能子系统，并确定动力源的配置方案；根据研究对象确定各个部件的基本参数，通过实验数据分析确定部件的工作特性。对于每个子系统模型是根据物理特性得到相应的数学模型，再结合试验数据建立仿真模型。然后，本文基于燃料电池电化学反应的机理，深入了解电池内部物质传递的过程和电极反应的原理，对燃料电池的数学模型进行了分析，利用Matlab建立了简化的燃料电池仿真模型，通过恒流放电等一系列电池性能实验，拟合实验数据得到了电池模型中的待定参数。讨论了车用燃料电池的控制策略问题，实现了多能源系统的管理。通过对燃料电池和锂离子电池的高低压保护和放电电流限制，建立起电池控制模型；在小型燃料电池堆的两种控制方法比较中，提出尽可能最大化燃料电池组的输出效率。最后，对多传感器数据融合技术进行了研究。作为数据融合技术之一的(D-S) 证据理论也开始应用在故障诊断领域。这里我们作为一种新的探索、研究，将 D-S证据理论应用在燃料电池故障诊断系统中，以春晖三号燃料电池组为模型，进行了论证。基于以上理论，采用Visual Basic编程，开发出了小型燃料电池的实验和评价程序。该程序可以进行小型燃料电池各项评价指标的计算，还可以优化控制策略。关键词：电动汽车，燃料电池，能源管理，数据融合，证据理论，故障诊断
作者：	徐维庆
专业：	动力机械及工程
导师：	沈勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学汽车学院
学位年度：	2006
正文语种：	中文