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燃料电池城市客车动力系统关键技术研究
| 论文题名： | 燃料电池城市客车动力系统关键技术研究 |
| 关键词： | 燃料电池城市客车;动力系统;CAN总线;燃料电池发动机;多能源功率分配策略 |
| 摘要： | 燃料电池城市客车是以燃料电池发动机辅以超级电容或蓄电池作为能量源,以电动机驱动传动系行驶的车辆.它与传统汽车的主要区别在于其动力系统主要由电气部件组成,由于其环保和节能特性,将来有着广阔的发展应用前景.本文对燃料电池城市客车动力系统的若干关键技术进行了分析和研究. 论文介绍了燃料电池城市客车的结构、氢能的特点、安全性及车载氢能利用设备,讨论了几种不同的以燃料电池与超级电容混合为动力源的城市客车(FCB)的动力系统结构方式的利弊及对汽车性能的影响.设计了FCB动力系统结构的控制策略,以汽车设定工况下的动力性能要求和车子行驶的功率需求为根据,提出了动力系统参数的匹配设计方法.在理论计算和工程分析的基础上,对燃料电池、超级电容、电动机以及传动系传动比等关键参数进行了匹配. 论文根据整车通信中的不同需求,基于CAN总线和LIN总线技术设计了燃料电池城市客车的整车控制网络,较好地实现汽车各部件之间的通信连接,制定了通信协议和相关报文的内容,采用根据ID优先级分配发送时间周期的应答式机制.设计和分析了CAN总线的开发与测试系统,在开发整车通信网络过程中模拟各个节点的通信功能,检验通信效果,验证基于CAN总线的通信网络设计方案,从而为燃料电池城市客车整车控制器网络的安装和调试提供依据. 论证了整车控制系统的功能,提出了整车控制系统的多能源功率分配策略.对在各种不同工况下燃料电池城市客车动力系统的工作模式选择和功率分配进行了分析,对燃料电池发动机和超级电容的能量流进行合理、有效的分配.阐述了基于V型开发模式开发燃料电池城市客车整车控制系统的流程以及基于快速控制原型技术和硬件在环仿真技术研究控制系统的方法.设计了燃料电池城市客车动力系统硬件在环仿真试验的平台及控制方案,为验证整车控制系统控制算法、开发整车控制系统打下基础. 运用电动汽车仿真软件ADVISOR对动力系统参数匹配方案进行了仿真研究,结果表明,动力性和经济性较好地符合了FCB设计要求,实现了其动力性能和系统效率的目标.对燃料电池和驱动电机进行了实验研究.燃料电池电流、电压及功率特性很好地满足了整车功率需求.驱动电机的转速一扭矩特性、功率效率特性及启动特性都较好地满足燃料电池城市客车的动力性能. 进行了燃料电池城市客车整车性能试验.结果表明,其最高车速和加速时间都满足和超过了设计要求.对整车燃料经济性进行理论计算和实验验证,对于准确估算汽车续驶里程、合理使用有限的车载氢燃料有一定的指导意义. |
| 作者： | 朱可 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵韩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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