文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
燃料电池电动汽车多能源匹配与自适应控制研究
姓名:夏建军
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:陈启宏
20070501
捅晏能源短缺和环境污染是当今世界的两大突出问题,发展电动汽车是解决这两大问题的重要途径之一。燃料电池以其高能量转化效率、零排放、低噪声等优点成为驱动电动汽车的首选能源,同时动力系统的要求和燃料电池的特性都决定了配置辅助能源与燃料电池构成多能源动力系统的必要性。本文以研发燃料电池电动汽车为背景,以多能源动力系统为研究对象,开展车载多能源自适应匹配控制的研究,主要研究内容如下:详细分析了适用于驱动电动汽车的各种辅助能源系统的特性,讨论了燃料电池电动汽车动力系统的各种拓扑结构,在此基础上提出了一种燃料电池电动汽车多能源自适应匹配方案。在比较分析各种功率变换器主电路拓扑结构的基础上,采用双向半桥离方案设计了能量管理单元的功率主电路,并按照整车动力系统的性能要习算了电路参数。以:诵纳杓屏四芰抗芾淼ピ5目刂频缏贰⑼ㄐ沤涌谌及的驱动和保护电路。在深入研究燃料电池、辅助能源性能特点的基础上,分析了燃料电池日汽车的运行模式,根据多能源动力系统能量匹配控制的目标和原则,提出种功率实时自适应跟随控制算法,实现了电电混合动力系统的能量匹配。针对双向功率变换主电路分时工作两种模式下,输出端负载非线性和差时变性的特点,利用多模态控制思想,设计了一种包含控制一神垒络母春峡刂破鳌T诖笃ú钅L吕肂控制提高系统动态速度,在中小偏差模态下利用神经网络对非线性对象较强的逼近能力及习能力,结合刂破髁己玫母傩阅芎涂焖傧煊μ匦裕杓屏嘶贐网络的动力系统输出电压和辅助能源电流的鹘谄鳌关键词:燃料电池电动汽车,多能源动力系统,能量自适应匹配控制,神壅络
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第滦髀引言耗国,成为我国能源安全和经济快速发展的重大隐剧。更为重要的是,目前世本章介绍燃料电池电动汽车多能源匹配与控制的研究背景、研究意义和课题来源,并阐述本课题的国内外研究现状及本文的主要研究内容。众所周知,自年发明汽车以来,汽车就一直在社会进步和经济发展中扮演着重要角色。舒适便捷的汽车,改变了人们的生活理念,成为人类理想的交通工具。汽车工业因与机械、能源、橡胶、钢铁等众多产业存在关联度大的特点,使其成为一个国家产业竞争力的象征,以至于几乎所有的国家都将其确立为本国的支柱企业予以优先发展。然而汽车工业的发展需要能源工业的发展作为基础,在能源工业越来越受到人们高度重视的同时,传统能源消耗所产生的各种废气排放导致的大气污染和温室效应引起的环境问题已日益严重,成为最为全球关注的、日益深刻的社会问题。温室效应%以上是由于目前的能源体系导致的,即含碳化石燃料燃烧后所释放的二氧化碳、氮的氧化物和硫的氧化物等有害物质等【。毫无疑问,传统汽车在服务于我们的同时也加剧了环境污染、能源短缺等严重问题。为了适应未来社会对汽车驱动能源高效、清洁、经济、安全的要求,各国政府纷纷采取措施寻找替代能源以应对亟待解决的环境和能源问题,汽车制造者和使用者也比以往任何时候都更加关注节能和提高燃料经济性的问题,迫使科研工作者研究开发能最大限度地减少或消除对矿物燃料依赖的代用动力装置,从而使汽车工业的发展面临着新课题,即电动汽车的研发。目前,电动汽车主要分为纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。统计资料显示,中国从年己开始成为石油纯进口国。年进口石油万吨,年己达亿吨,中国己接近成为世界第二大石油进口国和消界上空气污染最严重的个城市中我国就占了觯一繁V行脑げ猓年汽车尾气的排放量将占空气污染的%?杉泄惹行枰J鸵酝獾钠武汉理工大学硕士学位论文
课题的研究意义和来源它交通能源。氢能燃料电池作为新一代汽车动力源,已成为替代传统内燃机的首选汽车动力装置。通用公司总裁瓦格纳认为,中国有可能在氢动力方面实现跨越式发展,因为中国的汽车工业、加油站基础建设还没有形成规模,完全可以自接跳入“氢经济”时代而节省大量资金。况且,在传统汽车发动机技术上,我有数十年的差距难以逾越,而在燃料电池动力系统技术上的差距很小,某些方面甚至还处于领先。因此,大力发展燃料电池汽车技术,是我国在汽车工业飞速发展过程中优化能源结构、实现跨越式变革的难得机遇。为了解决日益严重的环境污染、能源短缺等问题,保持经济的可持续发展,世界各国政府纷纷采取措施、投入大量资金开发电动汽车,美国、日本等汽车强国己经开发出一些商品化的电动汽车产品。而燃料电池电动汽车因其使用氢、氧气的电化学反应产生电能,已成为代替传统内燃机汽车不可逆转的趋势。因此大力发展燃料电池电动汽车具有战略性和革命性的意义,对于解决人类面临的能源与环境压力也有着重要的