燃料电池轿车动力总成系统研究

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1、同济大学硕士学位论文燃料电池轿车动力总成系统研究姓名：安浩申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：孙泽昌;魏学哲20030301②丹解大学TONCOIUNIVERSITY摘要同济大学硕士学位论文摘要能源与环境是人类社会赖以生存和发展的物质基础。开发利用新的能源和保护环境是目前人类面临的最重要的问题。燃料电池汽车被普遍认为是可以同时解决能源与排放问题的绿色环保汽车，是今后汽车发展的主要方向。本文首先简要叙述了目前国际上和国内燃料电池汽车的研究概况，并且通过对燃料电池轿车动力总成系统各个部件如燃料电池发动机、DC／DC变换器、高能动力蓄电池组、

2、超级电容以及电动机的研究，分别建立了各个部件的动态数学模型及数据库，同时结合试验研究进行了仿真计算和理论分析；然后在此基础上提出初步的功率平衡以及能量管理控制策略，并利用计算机离线仿真的方法对该控制策略的合理性和正确性进行了分析，分别提出了控制策略ER．Q及其改进版本ER．B。其中对高能动力蓄电池的多种建模方式进行了详尽的分析。在理论分析的基础之上，结合同济大学汽车学院承担的我国“863"课题“燃料电池轿车动力总成控制系统"，并应用目前国际上通用的ECU开发手段一一快速控制原型RCP(RapidControlPrototyping)和有限状态

3、机FSM(FiniteStateMachine)等通用开发平台对动力总成系统的结构、各动力源的功能配置、驱动方案和控制策略进行台架实验研究及参数的匹配优化，进一步提出适合燃料电池轿车多能源动力总成控制系统的功率平衡和能量管理控制策略ER．Y，并开发了能量控制器和车辆控制器实现对动力总成部件和整车的控制。最后，以该控制策略装配我国第一辆具有自主知识产权的燃料电池轿车“超越一号"，并以美国纽约城市循环工况cyc-UDDS、日本的cyc．1015工况、欧洲cyc．ECE工况为速度设定，对此车的实际性能进行了实验研究，现已通过了中华人民共和国国家科技

4、部的验收。关键词：汽车电子控制技术，燃料电池轿车，动力总成控制系统，功率平衡控制策略，能量控制器，车辆控制器，高能动力蓄电池管理系统，快速控制原型，有限状态机摘要同济大学硕士学位论文AbstractEnergyandenvironmentarethebasic．elementsinthehumansociety．Newenergyexploitureandutilization,environmentprotectionarethemostimportantproblemswhichhumanarefacing．Ingeneral，FCV(F

5、uelCellVehicle)isacleanandgreenvehiclewhichCansolvestheenergyandemissionproblemsatthesametime，andisthedevelopingdirectionoffuturevehicle．ThepaperintroducesthegeneralsituationofFCVresearchesinsideandoutsideOUrcountryfirstly．Thenthroughtheresearchonthepowertraincomponentssuch

6、asfuelcellengine、DC／DCconvertor、hi曲energy-densitypowerbatteries、ultracapacitorandmotor,thedynamicmathematicmodulesofallthesecomponentsaboveandthedatabasesaresetup，andsimulationcalculationsandtheoryanalyzesarecarriedoutunderthehelpofexperimentsresearches．Basedontheseabove，th

7、eprimarycontrolstrategyofpowerbalanceandenergymanagementwhichisnamedER—QandupdatedversionER一13isadvanced，andtheoff-linesimulationismadeusetOanalyzethereasonabilityandvalidity．Simulatingmethodsofbatteriesmanagementaredescribedindetails．Basedonthetheoryanalyzesandthenational‘

8、‘863’’projects‘‘FuelCellVehiclePowertrainIntegratedSystem’’whicharetakenbyAutomobi