文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
燃料电池单片电压巡检系统设计与故障诊断研究
姓名:杨维
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:全书海
20070401
摘要随着我国汽车数量的增长,城市汽车排放污染日趋严重,传统汽车燃料的供需矛盾也更加突出。燃料电池电动汽车是治理汽车尾气污染和解决燃料问题最现实的途径。燃料电池单片电压巡检系统作为燃料电池堆的关键检测设备,随着燃料电池产业化的发展,正发挥着越来越重要的作用。燃料电池堆单片电压巡检系统不仅在电池堆研发阶段十分重要,即使在电池堆投入使用之后对于维护电堆的正常工作也不可或缺。本文以燃料电池堆单片电压检测为研究对象,开展质子交换膜燃料电池单片电压巡检系统设计及故障诊断研究。主要研究内容如下:介绍了燃料电池电动汽车的主体结构,详细描述了燃料电池发动机的构造。并在此基础上,根据燃料电池堆单片电压巡检系统的功能需求,结合巡检系统特殊的应用环境,设计出一种基于双层绲难布煜低程逑到峁梗杭觳獾元油统翟毓庀薈主网,两个绫舜硕懒ⅲ钩煽煽康耐在分析燃料电池单片电压巡检原理的基础上,设计了巡检系统高精度电压检测单元、高速网络控制单元和显示及键盘硬件接口电路,并详细分析了制定了蚐应用层协议,设计了功能完善的上位机软件。结合巡检系统实际应用的情况,讨论了基于故障树的巡检系统故障诊断方法,分析了检测单元和网络控制单元故障树结构,在单片机上编程实现逻辑推整个巡检系统采用分布式检测方式,可靠性高、可扩展性强,较好地实现了对燃料电池堆单片电压的实时高精度检测。该系统具有自主知识产权,已经在“楚天一号”燃料电池电动汽车、燃料电池中巴车和武汉理工大学材料复合新技术台上投入使用,获得了很好的效拓扑结构。它们各自的结构和特点。完成了电压检测单元、高速网络控制单元和允炯凹痰娜砑杓疲理故障诊断,并通过ü收险锒辖峁允境隼础果。关键词:燃料电池,单片电池,电压检测,芟撸收险锒武汉理工大学硕士学位论文
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第赂攀引言!随着我国经济的快速发展以及汽车消费的不断升温,我国已跃居世界石油能源消耗第二大国。由于石油资源储量有限,而需求量日益增加等原因,近年来国际石油供需日趋紧张,油价不断上升。在人类面临新一轮的化石能源危机的情况下,为了保证能源供应,发展太阳能、风能、氢能等已经成为全世界的共识。另一方面,用石油作为燃料的汽车,其尾气排放已成为城市空气污染的重要来源【¨。据预测,年我国的汽车社会保有量将达到万辆,汽车排放污染的压力会越来越大。汽车数量的增长,导致汽车燃料供需矛盾的突出以及生态环境污染的加剧,因而促使人们致力于开发清洁燃料来驱动电机,推动汽车运行。由于在氢燃料电池汽车中,氢与氧反应只生成水,可以实现零污染氖籽∏褰嗄茉础R蛭T谀芰孔;还讨兴母辈肥撬庥质亲匀界中最丰富的物质之一,氢燃料电池电动汽车可称为真正意义上的“绿色燃料汽车9谕庾ḿ移毡槿衔H剂系绯丶际踅ǔ晌兰推倒ひ档暮诵摹>保守的估计,到年,世界上至少有サ钠凳侨剂系绯爻担止鄣墓年奥运会即将在北京举办。实现绿色奥运是北京向全世界做出的庄严承诺,北京市已经承诺在年奥运会上有%的车辆采用清洁汽车,其中包括约有嗔靖髦掷嘈偷牡缍担⒅饕Sτ糜谟氚略酥苯酉喙氐闹氐闱颉运动场馆和特色路线。同时要积极创造条件,力争实现燃料电池汽车在奥运会燃料电池汽车国家标准的前期研讨工作也已从年驴J迹壳埃国汽车标准化技术委员会、中国汽车技术研究中心、上汽股份和同济大学等机排放,因此氢燃料电池已成燃料电池电动车计则可达%。期间的示范应用,使得包括各种类型的电动汽车在清洁汽车的规模化将成为北京年绿色奥运的亮点和突出特色【构和企业的多位高级科研人员组成了专门项目组。燃料电池汽车国家标准的编制工作,能使我国燃料电池车从起步阶段实现“标准先行”,做到有规可循,武汉理工大学硕士学位论文
课题研究意义及来源有法可依,为燃料电池汽车产业化和今后商业化、大批量推广应用提供重要保障。包括《燃料电池汽车整车术语》和《燃料电池汽车整车安全要求》的两项基础性标准将于年完成。年日,国家发改委颁布了《新能源汽车生产准入管理规则求意见稿罚荚诖俳挡芳际踅剑;せ肪常平茉唇谠己涂沙中发展,鼓励企业研究开发和生产新能源汽车。新能源汽车包括混合动力电动汽车⒋康缍ㄌ裟芷、燃料电池电动汽车、其他新能源绯兜缛萜鳌⒎陕值雀咝Т⒛芷汽车等燃料电池正成为未来电能一个非常高效、清洁的来源【。与今天的传统能源相比,燃料电池具有许多值得关注的优点。燃料电池的燃料来源于一种能够从许多再生资源中提取的元素:氢。从氢到电能的转化不产生污染,而传统发电方法不仅需要使用不可再生燃料,还会造成污染。这些特性是燃料电池