固体氧化物燃料电池电管理系统的研究与设计

摘要

随着环境污染，能源短缺的问题的日益严重，燃料电池发电系统逐步受到人们的重视，其中最有发展前景的是固体氧化物燃料电池。而目前国内外的研究大多局限于电堆内部材料、结构等方面，外围控制未受到重视，这也是其广泛应用的瓶颈问题之一。如何运用控制技术综合管理好系统的热、电，保证其工作正常，满足用户负载对电能的需要，是个很有意义的研究方向。由于燃料电池对负载的响应较慢，这就需要一个辅助电源装置进行实时的负载跟踪，解决由此引发的燃料亏空问题，从而保证系统安全。如何协调好二者的工作就需要一个较为先进合理的控制算法。系统设计完成后，需要在硬件平台上进行测试，完成整个控制系统。而燃料电池发电系统的控制离不开控制器技术，以32位高端微控制器为核心的电子控制单元的设计是一个难点。
　　 本研究主要内容包括：⑴设计了燃料电池超级电容联合系统，满足负载跟踪的实时性要求，在Matlab/simulink 环境下搭建了系统仿真模型；⑵运用模型预测控制算法，设计了控制器，协同管理燃料电池和超级电容；⑶设计了以MPC555微控制芯片为核心的硬件平台，拓展了存储空间，预留下丰富的输入输出端口。考虑电磁兼容性制作PCB 电路板；⑷运用RCP技术，自动生成控制代码，基于半实物仿真平台进行测试，并对结果对比分析。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

2 联合电管理系统的建模仿真及测试

3 电控单元硬件设计

4 硬件在环仿真及系统测试

5 总结与展望

致谢

参考文献

附 录 攻读学位期间发表的论文