质子交换膜燃料电池-四温位吸收式制冷机混合系统性能分析

建立质子交换膜燃料电池-四温位吸收式制冷机混合系统模型,该模型考虑包括燃料电池热力学和电化学不可逆性、吸收式制冷循环不可逆性在内的主要损失,导出系统总的输出功率和效率表达式,以及吸收式制冷循环的制冷量及制冷系数关系式。通过数值计算探讨混合电池系统的整体性能,分析不同运行工况参数对混合系统性能的影响规律,得出电流密度、输出功率、效率等重要参数的优化工作区间。系统对质子膜燃料电池的余热进行合理利用,使质子膜燃料电池混合系统总的输出功率以及效率都有了较大的提高。     

绿色电力——燃料电池发电

首先分析了燃料电池发电的必要性和资源条件;其次慨述了燃料电池发电的优点和原理.介绍了熔融碳酸盐燃料电池和固体氯化物燃料电池国内外的发展现状:然后介绍了这一技术对电力系统的影响,以及燃料电池的电压.简述了系统压力等几种因素对电压的影响:最后简要阐明了大力开发和研究MCFC和SOFC的意义。     

燃料电池Buck变换器的动态演化控制仿真

针对燃料电池DC/DC变换器的工作优化问题,对DC/DC变换器的控制方法和输出响应特性进行了研究,提出了一种新型控制方法—动态演化控制,并将其应用于具体设计的燃料电池两相交错并联同步Buck变换器中,论述了该变换器的动态演化控制设计步骤,通过对变换器的特征方程以及动态演化路径进行分析,建立了控制占空比与动态演化方程之间的关系,进而实现对该变换器进行动态演化控制.利用Matlab-Simulink仿真平台对两相交错并联同步Buck变换器仿真模型分别在动态演化控制和传统PI控制下的负载突变输出性能进行了仿真测试.仿真研究结果表明,动态演化控制具备快速的动态响应能力和良好的抗干扰性能,比传统PI控制更为优越.     

基于燃料电池技术的新能源发展论述

现代工业的发展,需要更清洁的能源.燃料电池是一种等温并直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化为电能的新型发电装置,燃料电池不受热机效率的限制、能量转换效率高;无污染、无噪音,是继火电、水电、核电之后的第四种连续发电方式.介绍了燃料电池的工作原理,分类及特点,综述了世界燃料电池技术研究现状,分析了燃料电池技术的最新发展动向及应用价值.     

双稳态振动能量发电系统脉冲激励响应研究

将双稳态振动发电系统与单自由度质量弹簧系统串联,建立了两自由度双稳态振动能量发电系统的力学模型和控制方程,借助数值仿真分析了矩形脉冲和半正弦脉冲激励的幅值和占空比对该发电系统动态响应的影响。绘制了两种脉冲激励下发电系统输出功率与非线性刚度比的关系曲线,得到了较大输出功率下的最佳非线性刚度比,并通过改变发电系统的质量比和调频比,分别获得了矩形和半正弦脉冲激励下发电系统可产生较大输出功率的结构参数配置范围。     

燃料电池-燃气轮机混合发电装置研发

实践中,因燃料电池具备燃气轮机所构成的混合发电的天然优势,燃气电池与燃气轮机所构成的混合发电装置,在分布式发电领域具有广阔的应用前景。为了有效降低研发项目的风险,形成对其相关性能的研究,通过对燃料电池以及燃气轮机的混合装置进行分析和研究,明确了燃料电池-燃气轮机混合发电的原理以及其结构和控制的参数设计,为类似燃料电池与燃气轮机的混合发电装置的研发提供了可供参考的经验。     

42V汽车爪极同步发电机系统的设计与分析

采用14V爪极同步发电机和PWM整流器,利用转子磁链定向矢量控制方法,设计了42V电源系统,实现发电系统的高性能控制.基于Simulink建立了包括了发电机、PWM整流器、控制器和电池等模型的42伏汽车发电机系统,变速与变负载工况条件下的仿真结果,验证了系统控制方法和模型的有效性以及良好的动态性能.     

氢燃料电池汽车电动真空助力制动系统的动力学分析与测试

此研究以某型氢燃料电池汽车为例,对真空助力制动系统的制动性能进行了完整计算分析,并通过台架试验,表明所匹配的电动真空泵参数合理有效。从而为氢燃料电池汽车的电动真空助力制动系统的提供了设计理论与试验依据。通过此项研究初步建立了一套适合于燃料电池汽车辅助制动系统的匹配设计方法及评价系统,为今后汽车辅助制动系统的匹配设计与选型及自主开发起到了技术储备的效果。     

新能源汽车补贴政策对中外企业一视同仁

<正>中国电动汽车产业得到了长足的发展,主要体现在三个方面:第一是电动汽车技术的研发和产业化、商品化取得了重大的突破。在整车技术方面,我们已经建立了具有自主知识产权和适用于中国公共交通运行模式和私人用车市场的混合动力、纯电动、燃料电池技术平台,掌握了整车的集成技术。骨干企业已经开发出系列化的产品。在关键零部件领域,用锂离子电池,燃料电     

可持续道路交通的挑战：电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的技术路线和产业化路线

可持续道路交通的关键在于开发清洁、高效、智能的新能源汽车,包括纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等.要成功开发这些新能源汽车有赖于正确的技术路线和产业化路线.根据作者30多年从事电动汽车研发的经验,指出研发电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的正确技术路线和产业化路线,供读者参考讨论.     

燃料电池系统空气流量振荡分析与控制

针对低压燃料电池系统大负荷状态下存在的空气流量振荡问题展开研究。在分析原系统结构的基础上,采用半经验的方法对鼓风机进行精确建模,进而建立整个空气系统的动态模型,该模型考虑鼓风机寄生功率对燃料电池系统功率的影响。采用试验数据对模型进行验证,结果证明模型能精确地实现对空气系统的模拟与仿真。然后根据模型仿真以及控制系统稳定性理论对空气流量振荡的原因进行分析,其中理论分析采用原系统的简化模型。分析结果表明,原系统中采用鼓风机电流作为闭环反馈信号是空气流量振荡的根本原因。因此对空气流量的控制算法进行改进,打开电流环,并优化控制参数。试验结果证明,改进后的控制算法能有效消除空气流量的振荡,控制效果良好。     

燃料电池电动汽车控制策略的仿真研究

以燃料电池为混合动力装置的新一代电动汽车已经成为世界各大汽车公司竞相开发的产品。燃料电池电动汽车系统庞大复杂,需要的成本高,而建立其数学模型并应用适合的控制策略进行仿真分析,不仅便于灵活地调整设计方案、优化设计参数,而且可以降低科研费用、缩短开发周期。因此为了更好地研究燃料电池的整车性能,有必要研究其控制策略。提出了应用于燃料电池电动汽车的控制策略,分别实现了汽车驾驶时对电机和功率总线能量分配的控制;通过分析部件模型的动态特性,验证了应用于该系统模型的控制策略的正确性。     

燃料电池中巴车电电混合动力控制系统

针对燃料电池电压电流输出特性及动态响应滞后的特点,提出燃料电池加辅助电源的中巴车电电混合动力系统方案。采用燃料电池加镍氢电池加超级电容的三能源结构作为整车的驱动电源,设计了整个动力系统的基本结构。通过分析动力系统的驱动模式,引入智能协调和预测控制思想,设计了燃料电池中巴车混合动力协调控制系统。采用三层前馈神经网络建立系统的非线性预测模型,对燃料电池发动机功率预测控制系统进行了研究和优化,给出了具体的预测控制算法步骤。仿真实验结果表明该控制策略具有良好的控制效果,减少了燃料电池发动机输出功率的频繁波动,整车动力性及经济性都得到了加强。     

燃料电池混合动力系统建模及能量管理算法仿真

燃料电池混合动力系统包括燃料电池发动机、直流直流变换器(Direct current to direct current converter, DCDC)、镍氢动力电池和电动机等部件.根据台架试验数据建立燃料电池混合动力系统模型.模型考虑燃料电池性能衰减、总线电压对电动机转矩和效率的影响、DCDC效率和动态过程以及动力电池充放电内阻特性.燃料电池因长时间运行而造成的性能衰减将导致能量管理算法失效.DCDC效率在公交工况下变化不大,其动态过程可以用一阶延迟环节近似.动力电池充放电内阻影响等效氢气消耗量的计算.总线电压对电动机效率与转矩的影响可以用修正系数代替考虑.能量管理算法采用动力电池荷电状态(State of charge, SOC)稳态平衡和燃料电池动态功率补偿相结合的方法,以保持动力电池SOC水平,并在加载过程中防止燃料电池功率突变.仿真结果表明,所建立的模型能反映实际工况中的功率分配情况,动力电池SOC维持在预定区域,燃料电池功率加载速率得到限制.进一步分析表明,随着燃料电池性能衰减,通过调整稳态平衡算法,可以维持SOC水平,保证整车动力性、经济性.     

基于驾驶性能优化的混合动力车辆动态控制策略研究

针对混合动力车辆在动态过程中的最优控制问题,提出了一种基于驾驶性能优化的动态控制策略。根据功率分流混合动力系统的结构特点,建立了面向控制问题的功率流动态分配模型。根据驾驶员的期望状态与车辆的实际状态,提出了驾驶性能的指标函数。阐述了优先满足驾驶性能的综合控制策略,在优化模型中充分考虑了各部件的动态响应特性和发动机的转速跟踪要求,并且提出了驾驶性能实时优化算法。仿真结果表明,与传统的优化策略相比,该控制策略在不牺牲燃油经济性的同时显著提升了驾驶性能。     

燃料电池有轨电车能量管理策略多目标优化

为研究一类以质子交换膜燃料电池、超级电容和动力电池为动力源的混合动力有轨电车能量管理问题,首先介绍该类有轨电车的混合动力系统结构和工作特点,提出一种基于系统工作模式的逻辑门限式能量管理策略,工作模式的切换通过多个控制参数来实现。针对该能量管理策略中控制参数的不确定性,应用多目标遗传算法,将整车超级电容和动力电池的最小配置成本以及有轨电车运行的能耗、准时性、准地点停车作为优化目标,对影响列车动力性能的主要能量管理策略控制参数进行优化。以国内某规划线路为实例,在已通过实车试验数据验证的系统仿真模型中进行优化分析,优化结果表明,在保证列车动力性能的前提下,优化后列车的总牵引能耗减少了约12.5%,回收的再生制动能量增加了约14.5%,燃料电池的平均效率提高了约0.83%;同时通过优化得到了超级电容和动力电池的最小容量配置,为整车车载储能系统的冗余配置提供参考。     

基于生产线优化配置的混杂系统建模与仿真

基于生产线连续和离散并存的混杂特征,提出了混杂系统的建模及其优化控制方法。研究了加工单元的混杂自动机模型（混杂基本结构）,面向生产线的混杂系统可看作若干混杂基本结构的合成,有效地避免了系统规模增长给模型造成的组合爆炸问题。在此基础上,对满足一定产量情况下最大化机器利用率的混杂优化控制方法进行了研究,提出了基于蒙特卡洛法的性能优化仿真计算方法。最后,对某有限缓冲容量串行生产线进行了数值仿真计算,仿真结果验证了该研究方法的可行性和有效性。     

挖掘机并联式混合动力系统建模及控制策略研究

针对液压挖掘机的并联式混合动力系统,基于其工作机理,建立了包括电池组、电动/发电机、以及柴油机在内的整个系统的动力学模型。重点建立了四缸柴油发动机的瞬态模型,以准确反映发动机转速及扭矩对外负载的动态响应情况。为了提高系统的节能效果,基于系统动力学模型及负载状况,以优化发动机工作点、提高燃油效率为目标,设计了一种多点控制策略。仿真结果表明,柴油机发动机模型合理有效,设计的控制方法能使混合动力挖掘机燃油效率得到了明显提高。     

[生产计划]动态制造系统生产计划与调度协同优化

基于生产计划与调度协同优化的思路,建立了计划与调度滚动优化模型,并提出一种 “闭环集成滚动重调度”策略。当生产系统出现产能受限或订单变更等动态变化时,调度与计划形成“闭环响应模式”,进而采用动态约束平衡的混合算法对生产计划与调度进行协同优化。为验证所提出协同优化策略的有效性和可行性,选取典型算例进行了仿真研究,结果表明该策略能有效处理生产系统的动态变化,保证系统的调度优化及时调整。     

燃料电池混合动力参数辨识及整车控制策略优化

为优化燃料电池混合动力系统经济性及耐久性,建立了模型参数辨识及整车控制策略优化方法.首先给出了燃料电池混合动力系统氢气消耗及蓄电池模型参数的最小二乘离线辨识算法.台架试验验证了其有效性.其次给出了整车控制策略,包括电动机控制策略和能量管理策略两部分.电动机运行状态根据挡位信号和司机踏板信号可以划分为两类:制动状态和非制动状态.电动机目标转矩在这两类状态中采取不一样的计算方法.能量管理策略包括稳态分配和动态补偿两个模块.再次,采用基于多目标的遗传优化算法对整车控制策略相关参数进行优化,优化目标为混合动力系统在"中国城市公交典型工况"中等效氢气消耗量最小.工况测试结果表明,使用优化算法后系统经济性从9.6 kg/100km提升到7.6 kg/100km,减小了燃料电池输出功率的波动并维持蓄电池SOC在平衡点附近.