燃料电池混合动力汽车能量控制策略的研究

【摘要】： 近年来,燃料电池汽车的能量控制问题逐渐引起了研究人员的关注。由于燃料电池系统的动态响应过程较慢,在启动、急加速和爬坡时电池的输出特性无法满足车辆的行驶要求,因此通常配备能量存储装置构成混合动力系统。本文深入分析了国内外燃料电池汽车的发展现状以及混合动力系统能量控制策略问题的研究现状,概括了这一领域的最新研究进展,总结了现有成果中存在的不足和局限性,对能量分配控制问题做了进一步研究,主要研究内容如下： 1.分析对比了各类燃料电池性能,选择质子交换膜燃料电池一超级电容混合动力系统为具体研究对象,对质子交换膜电池和超级电容的组成结构、工作原理以及数学模型进行了研究,建立了混合动力系统的数学模型。 2.对混合动力系统的两个能量源进行单独处理,根据燃料电池和超级电容自身性能的约束条件,将混合动力系统的能量分配问题转化为燃料电池系统的最优控制问题,应用线性二次型理论,设计了控制量受限的线性二次型终端时间有限状态调节器,仿真分析验证了设计的可行性。 3.把混合动力系统的两个能量源视为一个整体,将车辆行驶时所需求的电流视为外界对系统的不确定性可测扰动,应用H∞控制理论,分析了系统在无干扰情况下的闭环稳定性,通过定义新型Lyapunov-Krasovskii函数分析了系统的H∞性能指标,得到系统在扰动下的稳定条件,在此基础上设计了H∞最优控制器,对车辆运行中可能存在的几种电流需求形式进行了仿真分析,实验结果表明设计的H∞控制器能够对不确定性扰动起到良好的抑制作用,实现能量优化配置。 【关键词】：混合动力 能量控制 线性二次型 H_∞控制
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 研究目的及意义10-11
• 1.2 燃料电池汽车发展现状11-15
• 1.3 能量分配控制策略发展现状15-18
• 1.4 存在的问题和不足18
• 1.5 本文主要的研究内容及结构18-19
• 1.6 本章小结19-20
• 第2章 混合动力系统结构特性分析与数学建模20-34
• 2.1 燃料电池混合动力系统结构20-21
• 2.2 燃料电池系统21-29
• 2.2.1 燃料电池类型及其性能分析21-23
• 2.2.2 质子交换膜燃料电池结构及性能分析23-25
• 2.2.3 质子交换膜燃料电池数学模型25-29
• 2.3 能量存储系统29-31
• 2.3.1 超级电容性能29-30
• 2.3.2 超级电容模型30-31
• 2.4 混合动力系统数学模型31-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 基于线性二次型的能量分配策略34-45
• 3.1 问题描述34-37
• 3.1.1 系统的约束特性34
• 3.1.2 系统模型转化34-37
• 3.2 能量分配控制策略设计37-40
• 3.2.1 线性二次型状态调节器37-39
• 3.2.2 控制器设计39-40
• 3.3 仿真分析40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 基于H_∞理论的能量分配策略45-65
• 4.1 问题描述45-47
• 4.1.1 H_∞问题的提出45-46
• 4.1.2 离散系统的H_∞控制问题46-47
• 4.2 能量分配控制策略设计47-51
• 4.2.1 稳定性分析47-48
• 4.2.2 H_∞性能分析48-50
• 4.2.3 H_∞控制器设计50-51
• 4.3 仿真分析51-64
• 4.4 本章小结64-65
• 总结65-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

燃料电池混合动力汽车控制策略研究    何洪文;林逸;魏跃远;

质子交换膜燃料电池及系统建模的研究与进展    吴金锋,侯明,衣宝廉,张华民

质子交换膜燃料电池控制系统的研究    陈桂兰,温旭辉,孙晓

燃料电池/蓄电池双能源电动汽车动力系统仿真    冉振亚,曹文明,杨超,赵树恩,庞迪

车用燃料电池发动机控制系统与协调控制研究    全书海,王超,宋娟

燃料电池混合动力轿车控制策略与参数优化    王登峰,王金龙,贾迎春,陈静

城市公交车辆的发展方向分析    范海雁;

燃料电池电动汽车的技术难关和发展前景    陈全世,齐占宁

燃料电池客车整车控制系统的研究    朱元,孙鸿航,田光宇,周伟波,张涵

基于马尔可夫决策理论的燃料电池混合动力汽车能量管理策略    朱元;吴志红;田光宇;张涵;孙鸿航;

基于ADVISOR的电动汽车性能仿真研究    刘灵芝;

混合动力电动汽车的建模与仿真研究    肖平;

混合动力技术与未来汽车的发展    徐小东;张炳力;

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

影响车用质子交换膜燃料电池性能的诸因素分析及试验    王金龙;王登峰;陈静;刘彬娜;黄文雪;

混合动力电动大客车的技术现状    余晓江,何洪文,孙逢春

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

混合动力电动汽车技术发展与现状    何洪文,祝嘉光,李剑

电驱动车辆双电机协调控制研究    李巍,张承宁

车用锂离子电池充放电性能及应用研究    魏跃远,林逸,林程,王震坡,何洪文

混合动力车辆的归类方法研究    孙逢春,何洪文

混合动力汽车控制策略研究进展    欧健;张勇;陈宝;邓国红;张志远;

基于DSP控制的燃料电池客车用DC／DC变换器研究    白伟;齐铂金;汪殿龙;

燃料电池车用大功率DC/DC控制系统的研究    王兴媛;齐铂金;汪殿龙;杜青;

车用动力锂电池的SOC估计    刘彦忠;张奕黄;王大龙;

燃料电池混合动力中巴的整车设计及其能量分配控制策略    曾洁;李桂林;张丽艳;贾世杰;邹娟;

一种新型模糊神经网络结构确定的研究    姜智峰,刘泽民

中国燃料电池的发展    毕道治

锂离子电池安全    冯祥明;郑金云;李荣富;李中军;

交流阻抗谱法研究燃料电池的极化阻力    范宝安;刘祥丽;朱庆山;

燃料电池电动客车动力系统结构及控制系统研究    杨良会,何洪文,孙立清,王志新

汽车新动力的发展趋势研究(上)    胡安生

论中国电动汽车产业的发展    张翔;

燃料电池汽车(FCEV)的现状及开发动向    阿布里提·阿布都拉

直接甲醇燃料电池性能    魏昭彬,刘建国,乔亚光,周卫江,李文震,陈利康,辛勤,衣宝廉

燃料电池汽车用DC/DC变换器的控制策略及仿真    肖明,张逸成,姚勇涛,任恒良,孔繁虹,张洁萍

质子交换膜燃料电池的氧电极    吕玲红,金丽华,王均涛

燃料电池用质子交换膜研究进展    邢丹敏,杜学忠,于景荣,韩明,衣宝廉

质子交换膜燃料电池数学模型评述    徐洪峰

混合动力电动车能量匹配的仿真研究    程树康,王铁成,崔淑梅,邱长华

多脉冲能量控制在战术导弹中的作用    刘廷国,何洪庆

能量控制型高效线切割脉冲电源的设计    华蕊 ,叶树林,谭伟明,阮世勋

鹰视酷眼准分子激光仪的功能介绍及仪器维护    魏晟;刘一帅;曾茂贵;

基于模糊逻辑控制的混合动力汽车能量管理系统研究    汪伟;

基于能量控制的倒立摆摆起改进算法    张赟宁;刘和松;

建筑物自动化系统中空调水系统的能量控制策略    龚延风,陆伟良

无线传感器网络的低功耗研究    邵清亮;孙延鹏;

KA20C型氨压缩机能量控制系统    梁圣新

一种超低功耗的无线传感器网络节点机的设计    武卫东,王光兴,张芝贤

基于电子束能量分布控制的异种金属的焊接    李少青,张毓新,王学东,姚舜

模糊控制规则的研究    朱国俊;傅成华;

基于无源化方法单臂柔性机械臂的控制研究    朱杨晔;徐波;

基于无源化方法单臂柔性机械臂的控制研究    杨晔;徐波;

基于无源化方法单臂柔性机械臂的控制研究    杨晔;徐波;

精密激光打孔脉冲转盘调制及变能量控制    孙立飞;韩晓春;柯兵;王克勤;孙堃;

应用于无线传感器网络的节能型MAC协议    江帆;盛敏;李建东;

基于能量和ANFIS的倒立摆起摆和稳摆控制    郭毓;王强;刘萍;

利用扫描电子束熔炼制备中间层    李少青;张毓新;王学东;姚舜;

适用于时间分辨荧光免疫分析仪的高效脉冲光发生器    田振;郭周义;

直燃型吸收式冷热水机组品种拓展及能量控制    张秀锋;

第三代战争武器装备技术的特点    

10bits色深、LED背光源技术将广泛应用于高阶LCD TV    曹其玮 整理

辽河石化一季度降耗百万元    记者　郭影 通讯员　杨丹

我市又一节能减排项目成功应用    

全国特殊膳食标准化技术委员会成立    徐建华

福特翼虎 日系SUV的终结者？    记者 段雪曦

2007年中国营养产业十大事件评出    张松伟

控制了信息就能必胜吗？    岳胜军 袁艺

中国罐头企业须积极应对    本报记者 王小萱

公共场所家具须防火阻燃    王克辉

移动Ad hoc网络高能效路由技术的研究    孙强

混合动力汽车动力传动控制系统的研究与开发    陈龙安

SGA大鼠生后早期骨骼发育相关因素研究    杨速飞

无线传感器网络中能源高效的视频信号压缩关键技术研究    蔡述庭

基于行驶状况识别的混联式HEV多模式能量控制策略研究    郭海龙

双馈风力发电系统能量成型控制策略研究    宋蕙慧

无线网络中基于网络编码的可靠通信问题的研究    代仕芳

可控被动式减摇水舱仿真及试验研究    张虹

无线传感器网络节点管理技术研究    刘苏敏

分布式光伏发电微电网供能系统研究    袁建华

并联混合动力汽车能量控制策略研究    张宝东

并联混合动力汽车能量控制策略研究    周文滨

基于能量控制的无线传感器网络节点自定位算法研究    张作良

基于MATLAB的换热器动态特性辩识及热力站能量控制系统仿真    周宴平

基于能量控制的Ad hoc网络路由协议的研究及仿真    黄伟

移动Agent间可靠通信模型的研究    唐雯君

智能无线传感器网络组网技术研究    赵立印

航空机轮试验台电气柜改造与能量控制    鄢全文

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    侯赛

基于能量控制的Ad hoc网络路由协议的研究    骆崇