基于嵌入式的燃料电池电动汽车能量及驱动控制策略的研究与设计

摘要

燃料电池(fuelcell，FC)是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置，它以其高效率和无污染等突出特点被公认为是今后替代传统内燃机的最理想的汽车动力装置。燃料电池电动汽车(FCEV)也以其特有的优势成为未来环保汽车的首选之一。本论文以燃料电池电动汽车研究为对象，围绕燃料电池电动汽车的能量管理和驱动控制系统展开研究，主要内容和成果包括： 首先在广泛阅读和全面深入总结国内外相关文献资料的基础上，了解了燃料电池电动汽车的一些关键技术和发展现状，对燃料电池以及燃料电池电动汽车的类型、结构和特点作了分析。在以上基础上本文研究并提出了燃料电池电动汽车能量管理系统和电机驱动控制系统的框架模型，并把PID控制算法引入到能量管理系统和电机驱动控制系统。在能量管理系统中，以汽车的工作状态和蓄电池的SOC值为依据，制定出合理高效的燃料电池电动汽车能量管理策略。同时在驱动控制中以模糊控制和PID控制算法相结合起来进行控制，发挥各自的优势对电机的运转进行调节。 再根据对燃料电池电动汽车能量管理和电机驱动控制策略的研究，以嵌入式微处理器ARM为核心，设计了能量管理和电机驱动控制的硬件系统。在ARM控制器的基础上，完成了对AD转换模块、CAN通讯模块、功率驱动模块等的硬件开发，并采用一些抗干扰设计来增强系统的稳定性。 嵌入式系统是软件和硬件的综合体，所以在硬件设计的基础上，本论文引入了嵌入式操作系统并完成了移植，并利用操作系统特别适合于要求实时和多任务的体系的特点，在其上进行能量管理和驱动控制的软件开发设计。 本文就燃料电池电动汽车能量管理和驱动控制系统作了一定的研究与设计，为在当前技术发展水平上开发安全、高效、环保的燃料电池电动汽车进行了有益的探索。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章燃料电池电动汽车的结构与控制策略研究

2.1燃料电池概述

2.2燃料电池电动汽车的能量控制系统原理

2.3燃料电池电动汽车的驱动控制系统方案设计

2.4燃料电池电动汽车的控制算法研究

2.5本章小结

第3章燃料电池电动汽车控制系统的硬件设计

第4章燃料电池电动汽车控制系统的软件设计

第5章全文总结和展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢