小功率燃料电池动力系统设计及能量管理策略研究

聚焦小功率燃料电池复合电源系统的性能，设计出一款自行车用电源动力系统。内容包括整车结构和动力性需求的制定，对复合电源的功率及能量水平进行选型，实现功率平衡；借助MATLAB/Simulink实现对硬件的模拟仿真。电源部分通过不断调参，达到仿真输出与硬件测试结果一致，开关电源则采取状态空间平均法，采取双闭环控制电能分配，保证其与实物的功能一致。随后针对优化复合电源的功率分配进行了探讨和设计，并应用了四种控制策略，以SOC状态改变量，等效氢气消耗量，系统效率，燃料电池输出变化频率，策略复杂度等参数为评价因素。在硬件上，上汽大众仅能提供峰值100W的燃料电池用于实验，该功率无法满足自行车动力系统需求。因此对于其他零部件也进行了比例选择并按相同拓扑结构进行实物连接，通过实验实现了预期功能，为该动力系统进行了可行性验证。