燃料电池物流车动力驱动系统参数匹配

为提高燃料电池物流车的综合性能,需要对动力系统各部件参数进行匹配。本文根据某燃料电池物流车动力性能指标的要求,在对动力系统结构进行设计的基础上对动力驱动系统不同部件(电机、蓄电池、燃料电池、变速器)进行参数匹配,并对整车的加速能力、爬坡能力、最高车速等动力性指标进行验证。结果表明所匹配的动力驱动系统参数满足车辆动力性能要求。     

燃料电池空气系统动态控制策略优化

为了提升质子交换膜燃料电池空气系统的动态响应性能,利用AMESim仿真软件建立了燃料电池系统的一维仿真模型。基于该模型对燃料电池空气动态响应的过程进行了仿真,并对空气动态控制策略进行了优化。将优化后的控制策略在燃料电池系统台架上进行了测试验证,结果表明,新控制策略成功实现了空气压力和流量的解耦,大幅减少了动态过程中空气“饥饿”现象,避免了燃料电池系统在动态加载过程中出现电堆单片电压过低的现象,提升了燃料电池系统的动态响应速率。     

燃料电池电动车整车控制器研究

介绍了燃料电池电动车整车控制系统的组成，分析了整车控制器的作用，详细讨论了踏板及档位处理方法。提出了基于模糊逻辑控制理论的驾驶控制策略和能量流管理策略，并设计了一个基于DSP的带光纤接口的整车控制器硬件系统。装车试验表明控制器软硬件设计合理，取得了满意的控制效果。     

汽车与车辆

氢动力汽车“首航”成功中国航天科技集团公司一院11所牵头研制的氢燃料电池动力汽车在航天一院进行首次正式行驶试验,并取得了圆满成功。这辆氢燃料电池动力汽车的动力系统采用该所自主研制的氢燃料电池发动机,并配以镍氢电池作为辅助动力。该所在完成发动机地面台架试验、整车集成与整车静态调试等阶段性工作后,对该车进行了首次路上行驶试验。行驶试验时间为1小时,行驶里程约20千米,最高时速40千米。试验过程中,该车顺利完成了混合动力启动、燃料电池驱动、纯蓄电池驱动等多种状态考核。燃料电池发动机、各分系统及整车的状态正常,工作协…     

燃料电池空气供给系统中冷器建模仿真及实验测试分析

为研究氢燃料电池空气供给系统空气控制策略实现燃料电池电堆入口空气温度的控制以及降低寄生功率。针对某公司实际燃料电池空气供给系统中冷器进行了建模,在Matlab/Simulink平台上进行仿真,并用实际测试数据进行验证。通过实验分析不同因素对中冷器出口空气温度的影响。结果表明:1)所建立空气系统模型仿真与测试数据相吻合,具有可靠性。2)入口空气温度和流量以及中冷器冷却液流量与温度对中冷器出口空气温度有较大影响。3)当冷却液在某一流量时,可以达到最好散热性能,使中冷器效率最高并且使换热系统所消耗的功率最小。     

轮毂电机式电动汽车试验台的设计与实验

为轮毂电机驱动的电动汽车设计了一套动力总成试验台架的硬件及软件平台,利用该平台对轮毂电机驱动电动汽车的性能和整车控制策略进行了一系列典型试验。试验结果表明,该台架试验平台能够满足设计要求,为轮毂电机性能和整车控制策略的研究提供试验保证,为将来整车的研发工作奠定了实验基础。     

反应气体流量和背压对PEM燃料电池性能的影响

目的优化质子交换膜（PEM）燃料电池的操作参数，提高PEM燃料电池的性能和稳定性，降低成本．方法运用燃料电池测试站对有效面积为16cm^2的PEM燃料电池单体的伏安特性和功率密度进行了实验，分析了空气流量、氢气流量和背压对PEM燃料电池性能和功率密度的影响．结果试验结果发现：增大空气流量。燃料电池的性能可以持续提高；增大氢气的流量，电池性能先提高，但流量达到一定值后，性能几乎不变；增大电池背压，电池性能提高．结论电极的淹没现象主要存在于PEM燃料电池的阴极；实验条件下．氢气流量存在最佳值、     

PEM燃料电池操作参数优化实验

质子交换膜(PEM)燃料电池操作参数的优化是提高其性能和稳定性的重要手段.介绍了燃料电池测试系统的主要功能和使用方法,并运用此系统试对PEM燃料电池动态特性进行了测试.分析了操作参数对PEM燃料电池性能的影响.研究结果发现仅加湿空气或氢气,电池电流密度低,为了获得良好的电池性能,空气和氢气必须同时加湿;电池的加热温度过高或过低,PEM燃料电池的电流密度都很低;加湿温度过低时的电池电流密度比加湿温度过高时的电池电流密度更低;电池温度343 K和加湿温度333 K时,燃料电池的电流密度最大;加大反应气体空气的流量,燃料电池的电流密度一直增大;而增大氢气流量时,电池的电流密度先增大,而后趋于平稳.实验结果对于促进PEM燃料电池的商业化具有重要意义.     

氢-空交指流场PEM燃料电池特性研究

目的研究电池温度、加湿温度、气体流量对氢-空交指流场PEM电池性能的影响,优化操作参数,提高PEM燃料电池的性能和稳定性,降低成本,促进其实用化.方法运用燃料电池测试系统测量了PEM燃料电池的性能,分析了电池温度、加湿温度和气体流量对其性能的影响.结果单有氢气或空气加湿,质子交换膜不能充分湿润,燃料电池性能较低;当电池温度和加湿温度同时等于343 K时,电池性能最佳;实验条件下,空气流量为260 ml.cm-3时,最佳氢气流量为70 ml.cm-3.结论实验结果对PEM燃料电池的参数优化具有重要的参考作用,为其推广应用提供实践依据.     

基于LMS AMESim的车用燃料电池-锂离子动力电池混合动力系统能量管理仿真

基于20 k W燃料电池电堆及燃料电池测试系统,获得燃料电池极化曲线及氢气消耗量曲线;基于锂离子动力电池充放电系统,获得锂离子动力电池输出电压曲线。将试验所得数据导入到LMS AMESim软件中,分别构建燃料电池及锂离子动力电池模块,同时,构建仿真平台其他所需模块并搭建DC/DC变换器模型,建立燃料电池-锂离子动力电池混合的动力系统仿真平台。依据不同动力源的各自特点,引入能量控制策略,对该混合动力系统进行模拟仿真。在所选定新欧洲驾驶循环(new European driving cycle,NEDC)工况下仿真结果表明,该混合动力系统可以满足车辆在所选定工况下的动力需求。DC/DC变换器可提升并稳定燃料电池输出电压跟随母线电压,并通过对电流的分配进行功率在不同动力源之间的分配;燃料电池输出功率在合理范围之内,并取消燃料电池在低功率下的工况,从而保护燃料电池,延长其使用寿命;锂离子动力电池荷电状态(state of charge,SOC)始终保持在合理范围内,未出现过充或过放情况。研究结果可为搭建混合动力试验平台及整车搭载匹配提供理论依据及参考。     

面向燃料电池汽车的双源电机驱动系统

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工作模式;针对双源电机两套绕组间的电压耦合效应,采用前馈解耦及零直轴电流策略对双源电机燃料电池绕组、动力电池绕组的电流及对应转矩进行独立控制;在实验室设计工况及基本市区循环试验工况下分别进行台架试验,双源电机驱动系统的输出转矩能够快速响应转矩需求,不同工作模式下燃料电池绕组及动力电池绕组的电流与其对应转矩波形一致。台架试验结果表明：双源电机驱动系统的多工作模式能够实现燃料电池汽车的启动、加速、下坡、制动能量回收等工况,所采用的控制策略可以对燃料电池及动力电池输出转矩进行独立控制,能够顺利实现燃料电池和动力电池之间的能量传输。     

ECVT型混合动力城市客车动力系统设计与验证

针对传统客车集成启动/发电机一体化(integrated starter/generator, ISG)混合动力系统节油效果不理想的问题,选用电控无极自动变速(electronic continuously variable transmission, ECVT)混合动力系统方案,在插电式混合动力城市客车上应用并验证。在单行星排运动学特性的等效杠杆分析基础上,对某插电式ECVT动力系统关键部件进行参数匹配与计算;根据标定试验数据,采用Matlab/Simulink软件建立发动机仿真模型、驱动电机仿真模型和发电机仿真模型,搭建整车仿真模型;在中国典型城市公交循环工况下,研究目标车型的燃油经济性、动力性、纯电最大续航特性,完成经济性、动力性等道路测试试验。结果表明,本研究设计的ECVT混合动力系统汽车相较于传统汽车节油率达到57.47%,相较于ISG混合动力系统汽车节油率提高了24.12%。因此,插电式混合动力城市客车采用ECVT混合动力系统方案是可行有效的,且节油效果明显。     

燃料电池电动汽车多能源匹配控制系统设计

针对燃料电池电动汽车使用燃料电池和镍氢电池组两套能源系统而产生的多能源匹配、管理和控制问题，分析了各种工况下的能量分配策略，提出了一种多能源自适应匹配方案；并设计了基于TMS320C2812型DSP的高效能量流控制电路，实现了多能源的协调控制。实验证明，该方案能保证燃料电池和镍氢电池组安全、稳定运行，并能大幅度提高车辆动力系统的性能和耐久性。     

基于系统效率最优的新型混合动力汽车控制策略

为了充分发挥混合动力汽车节省燃油和降低排放的控制效果,研究了一种基于行星齿轮机构的新型混合动力汽车动力传动系统方案.在对其驱动系统关键零部件性能实验与数值建模的基础上,综合考虑发动机、ISG电机和动力电池组以及传动系统效率,分析了系统相关典型工作模式下的纵向动力学方程,推导出系统效率模型,提出了基于系统效率最优的全工况整车控制策略,制定了整车的工作模式切换规则与换档控制策略.在MATLAB/Simulink环境下,建立了整车性能仿真模型,结果表明,采用该控制策略能使整车动力性与燃油经济性较传统车明显提高,最后通过台架试验对该方案进行了验证.     

增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略

为了避免车用燃料电池由于启停变化、功率波动等状态而导致的性能衰退,在能量管理控制策略的开发过程中需要在保证经济性的同时兼顾燃料电池的耐久性.针对该目标,建立了基于改进动态规划算法的增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略,将燃料电池的启停状态设为状态变量,在燃料电池的启动和关闭状态之间增加怠速过渡阶段,实现了燃料电池...     

基于4种节油技术的整车协同节油策略与量产应用研究

为达到整车油耗目标, 各种节油技术被应用, 但是如果没有合理的协同控制策略, 会导致各项技术之间以及各项技术与整车控制策略之间不能相互融合, 达不到预期的节油目标。为此本文首先讨论开关式水泵、电子节温器、起停技术、智能发电机与发动机控制之间相互耦合产生的影响, 然后提出协同控制策略。在一款SUV匹配2.0T汽油发动机车型上应用, 通过反复试验解耦出控制策略最优参数, 使4种节油技术集成应用后发挥最大节油效果, 试验结果表明该车采用整车协同节油策略NEDC测试循节油效果达到2%。随后对整车排放性能、驾驶性能和起步加速性能进行试验验证, 均满足设计指标要求。该方法不需要增加任何硬件与软件, 是一种移植性较强的节油技术, 可推广至其他车辆开发中采用。     

基于STAR—CCM＋的燃料电池汽车空气过滤器流场分析

依靠经验和半经验设计燃料电池汽车空气过滤器需要耗费大量的精力和财力,且设计周期长.本文利用计算流体动力学（CFD）软件STAR—CCM＋,建立了空气过滤器的三维数值计算模型.运用多孔介质模型模拟活性炭区域的内部流动,对空气过滤器的稳态流动进行了数值模拟,对不同结构的空气过滤器的气体流动分布、流动均匀性进行数值计算.并提出有利于活性炭利用率的优化方案,为燃料电池汽车空气过滤器结构设计和性能改进提供理论依据.     

燃料电池汽车车载信息监控系统

针对燃料电池汽车整车数据采集和状态监控的要求开发了燃料电池汽车车载信息监控系统。系统硬件采用了嵌入式PC、通讯接口卡和现场总线数据采集模块。基于嵌入式操作系统XPE,采用了虚拟仪器开发平台开发了监控软件。系统实现了燃料电池汽车CAN总线和传感器通道的数据采集和存储以及整车信息监控和故障报警功能,为燃料电池汽车的开发提供了有力的工具。     

带增程器的纯电动汽车整车控制器设计

主要介绍带增程器纯电动整车控制器的设计流程．首先定义整车控制器的功能．通过动力蓄电池荷电状态SOC逻辑门限控制策略,当电池SOC低于门限值后,燃料电池开启,起到增程器的作用．通过仿真软件和数学计算评价整车的经济性和动力性,设定SOC门限值为0．4．使用MPC555芯片作为整车控制器的硬件平台．利用Matlab／Simulink及其子模块Stateflow建立控制模型,通过RTW、TLC等语言编译器生成机器码,使用CANape和MPC555的CAN标定线下载到芯片．最终完成整车调试和标定．