基于dspace系统的燃料电池动力系统硬件在环仿真

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1、摘要在世界能源和环境危机日益严峻的形势下，氢燃料电池电动汽车因具有能源来源广泛、较高的热效率和零排放特性而被认为是未来最有前景的替代车辆。由于燃料电池电动汽车动力系统采用电气连接加上控制策略比较复杂，所以电控系统成为燃料电池电动汽车的一项关键技术。由于传统的控制器开发方法开发效率低、开发周期长，人们迫切希望能找到一种全新的开发方法。这样，基于dSPACE的“V-cycle”模式就诞生了。其过程包括功能设计与离线仿真、快速控制原型、代码自动生成、硬件在回路仿真和标定例试。本文就是采用dSPACE对整车控制器进行硬件在

2、环仿真来在线检验整车控制器的控制性能，在开发的过程中尽早发现错误，缩短开发周期。建模是硬件在环的重要一步，重点难点也在此。本文首先对进行了燃料电池动力系统建模，具体包括燃料电池、蓄电池、电机、车轮以及整车模型。在建模的过程中先对各部件的工作原理、工作特性进行了分析、然后给出了数学模型，进而建立了SIMULINK模型。为了验证模型的正确性并可以代码的形式下载到dSPACE中，作者先在模型中加入ADVISOR已有的控制策略，经调试后，让系统在MATLAB中进行了离线仿真，然后下载到dSPACE中进行仿真，最终保证了模型

3、的可行性。最后，通过DS2210接口板将控制器接入dSPACE系统中，在模型中引入RTI模块并进行必要的设置从而解决了整车控制器和模型的通信问题。然后在ControlDesk中建立了监控界面，成功地实现了硬件在环仿真，并得到仿真结果。通过对仿真结果的分析，证明整车控制器性能良好，达到了预期的控制效果。关键词：燃料电池、电动汽车、动力系统、硬件在环仿真AbstractUnderthesituationofmoreandmoreseriousenergyandenvironmenterisisintheworld,n圮

4、FuelCellElectricVehicle(FCEV)hasbeenconsideredasthebestalternativevehicleinthefuture，becauseithasabtmdantfuel1'℃source，hi曲efficiencyandZerOemission．Toincreasethehighestoutput-power,erlsurethefuelcellengineworksmoothly，andreRsethebrakeenergy,someFCEVUSebatterya

5、sitsassistantenergysourc它．Besides．theconneetionbetweentheenergysoun瑚andthemotorisnotthroughmechanismbutelectric，SOthecontrolleroftheFCEVbecomesverycomplexandalsobecomesakeytechnique．BecausedeveloppingtheFCEVcontrollerusingthetraditionalmethodisveryinefficienta

6、ndthedevelop-cycleisverylong，peoplewanttofindanewway．Then,the"V-cycle”methodbasedondSPACEcomesintobeing．The"V-cycle”includesfunetiondesigningandoff-linesimulation,rapidcontrolpI吲矧[yI跫，codecreatingantomaticly,HILSSanddemarcate／test．11lisarticleisjusttocarryoutH

7、ILSSbydSPACEtovalidatetheperformanceoftheFCEVcontrolleronline．ItcallhelpfindeITOrSduringthecon廿ollerdevelopmentandcorrecttheeITOI墨intime．。ModellingisaimportantandahardpartintheHILSSprocess．First,thearticlecreatedthemodelfortheFCEVpowersystemincludingfuelcellen

8、gine．NiMHbattery,motor,wheelandvehicle．Intheperiodofmodelling,thearticleanalysedtheprincipleandcharacteristicoftheparts，createdmathematicalmodelsandSIMULINKmodels．Then,thearticlead