燃料电池液压混合动力客车动力系统设计研究

摘要

对新能源汽车的研究与应用已成为能源短缺与大气环境污染日益严重的趋势之下各国汽车科研行业的重点。燃料电池液压混合动力系统将燃料电池的高能量密度特性与液压系统高功率密度和高储能循环效率的特性有效结合，使车辆在面对复杂多变的路面情况且需要频繁进行起步加速与制动等一系列操作时，能够很好地满足整车动力性的要求。
　　首先，分析了混合动力客车的行驶性能要求，结合燃料电池与液压系统各自作为动力能源的特点确定了动力驱动系统的结构型式，并对动力系统的各部件进行了选型以及参数匹配设计。然后，结合燃料电池液压混合动力系统中各主要部件的特性与工作原理，在MATLAB/Simulink平台上对燃料电池、驱动电机、液压蓄能器、液压泵/马达等元件进行了前向仿真建模，并针对燃料电池液压混合动力系统的特点，提出了一种基于动态充放能系数的燃料电池液压混合动力系统能量管理策略，实现车辆行驶过程中对转矩的合理分配。最后，通过仿真实验对所设计的燃料电池液压混合动力系统及能量管理策略进行了分析验证。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题来源及研究意义

1．1．1 课题来源

1．1．2 研究意义

1．2 燃料电池汽车的研发现状

1．2．1 国外研发现状

1．2．2 国内研发现状

1．2．3 液压蓄能器在混合动力技术中的应用

1．3 燃料电池液压混合动力客车的优点

1．3．1 燃料电池汽车的优点

1．3．2 燃料电池液压混合动力客车的优点

1．4 本文主要研究内容

第2章 燃料电池液压混合动力客车动力系统设计与匹配

2．1 城市客车的性能要求

2．2 汽车动力驱动系统设计

2．2．1 汽车动力驱动系统结构的确定

2．2．2 汽车动力驱动系统的工作模式

2．3 动力系统选型

2．3．1 燃料电池的选型

2．3．2 液压蓄能器的选型

2．3．3 电机的选型

2．3．4 DC／DC变换器的选型

2．4 燃料电池液压混合动力客车的行驶性能

2．4．1 燃料电池液压混合动力客车的驱动力与行驶阻力平衡

2．4．2 燃料电池液压混合动力客车的功率平衡

2．5 燃料电池液压混合动力客车动力系统参数的匹配

2．5．1 驱动电机参数匹配

2．5．2 燃料电池参数匹配

2．5．3 液压系统参数匹配

2．6 本章小结

第3章 燃料电池液压混合动力客车动力系统建模

3．1 建模仿真软件介绍

3．2 整车系统模型的建立

3．2．1 车辆建模的方法

3．2．2 驾驶员模型

3．2．3 车辆动力学模型

3．2．4 动力控制系统模型

3．2．5 DC／DC变换署模型

3．2．6 电机模型

3．2．7 燃料电池模型

3．2．8 液压泵／马达模型

3．2．9 液压蓄能器模型

3．3 本章小结

第4章 燃料电池液压混合动力客车动力系统能量管理策略研究

4．1 引言

4．2 燃料电池液压混合动力客车动力系统仿真

4．2．1 仿真工况的选择

4．2．2 仿真过程及目标

4．3 燃料电池液压混合动力客车动力系统能量管理策略

4．3．1 能量管理策略的基本思路

4．3．2 能量管理策略的主要内容

4．3．3 模型的离线仿真结果分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作

致谢