1、“.....因此比采用直接功率控制的能量管理策略更具优势,验证了节的理论分析。第三组实验测试为了进步验证燃料电池混合动力系统的动态性能,尤其是当负载的平均需求功率较小时系统的能量管理效果和动态响应性能。在第组和第二组实验的基础上,设计了第三组测试实验。设置负载电流如图所示峰值电流和持续时间与第二组设置相同,峰值电流,持续时间秒,只是负载的平均需求电流降为。此时负载平均需求功率略小于燃料电池满负荷输出时经变换器的输出功率。图负载电流随时间变化曲线图图所示为燃料电池输出电压电流随时间变化曲线图。由图可知,当负载电流为时,负载的需求功率小于燃料电池满负荷输出时经级联变换器的输出功率,由于在峰值功率需求周期内,锂电池有电能消耗,因此燃料电池仍以满负荷输出,输出电压为,此时燃料电池不仅给负载供电,还给锂电池充电当负载需求功率为时,燃料电池平均输出电压增大......”。
2、“.....且锂电池的荷电状态逐渐升高,充电电流逐渐下降,燃料电池输出功率降低,因此在负载需求功率为时燃料电池平均输出电压逐渐升高。西南交通大学硕士研究生学位论文第页图燃料电池输出电压电流随时间变化曲线图图锂电池输出电压电流随时间变化曲线图图所示为锂电池输出电压电流随时间变化曲线图。由于本实验中,负载的平均需求功率小于燃料电池满负荷输出时经变换器输出的功率。因此除峰值功率需求周期外,均可对锂电池充电。当负载为时,锂电池进入恒压充电阶段,端电压基本稳定于,锂电池荷电状态逐渐升高,充电电流逐渐减小,储存的能量增大,为下次峰值功率需求做准备,有利于系统的长期运行。西南交通大学硕士研究生学位论文第页图燃料电池混合动力系统各部分功率随时间变化曲线图图燃料电池混合动力系统各部分功率随时间变化细节图图所示为燃料电池输出功率级联变换器输出功率和锂电池输出功率随负载输入功率的变化曲线图......”。
3、“.....其控制效果与第二组实验样,不同的是锂电池的充电功率越来越小,表明锂电池越来越接进满充电状态,有利于系统长期运行。西南交通大学硕士研究生学位论文第页系统测试总结通过上述三组不同的测试实验,检测了电动自行车用燃料电池混合动力系统的动态性能及能量管理策略的有效性,综合三组实验结果,可得出以下结论实现了燃料电池满负荷输出控制在混合动力系统运行过程中,只要锂电池的可充电功率和负载需求功率之和大于燃料电池的满负荷输出功率,燃料电池以满负荷功率输出。由图图图可知,燃料电池以满负荷输出时的输出电压为。表明燃料电池满负荷输出控制达到了预期效果和设计要求。实现了燃料电池输出电压钳位控制图中,当负载为时,此时需要对锂电池充电,由于燃料电池的满负荷输出功率大于锂电池的可充电功率,因此需要降低燃料电池的输出功率,否则将由于充电电流过大而损坏锂电池。根据检测到的锂电池充电电流值......”。
4、“.....降低燃料电池的最大可输出功率,则燃料电池输出电压升高。燃料电池输出电压由上升至,表明燃料电池输出电压钳位控制达到预期效果和设计要求。燃料电池满负荷输出控制,只是燃料电池输出电压钳位控制的个特殊控制点。实现了对锂电池的充电管理本文的充电电流最大值设定值为,锂电池的充电电压最大值设定为。由图图图可知,无论负载工况如何,锂电池的充电电流被限定于设定的最大充电电流值以内,锂电池的充电电压也低于设定的充电电压最大值。表明本文所述混合动力控制系统对锂电池的充电管理设计合理,可以满足设计要求,确保了锂电池的充电安全。实现了燃料电池混合动力系统能量管理策略由图可知,负载的需求功率总等于燃料电池级联变换器输出功率与锂电池组输出功率之和,能量管理策略控制燃料电池和锂电池的输出功率可为负载提供充足动力。燃料电池的输出功率相对于锂电池的输出功率变化较缓,波动较小......”。
5、“.....由图可知,当负载处于峰值功率需求时,燃料电池的动态响应比锂电池慢。因此采用本文所述燃料电池混合动力能量管理策略可尽量让燃料电池工作在个稳定的状态,延长燃料电池的寿命和提高混合动力系统的性能。由图可知,混合动力系统功率分配合理,系统动态响应快,满足设计要求。提出了动力源搭配原则西南交通大学硕士研究生学位论文第页对比图与图,在图中,当负载为时锂电池的充电电流直为而图中,当负载为时锂电池的充电电流逐渐下降。存在这种现象的主要原因是第二组实验中负载的平均需求功率大于燃料电池的满负荷输出功率,锂电池除了负载为外均对外放电,每个周期后其荷电状态都会下降,因此充电时的充电电流很大,锂电池处于恒流充电状态而第三组实验中负载的平均需求功率小于燃料电池的满负荷输出功率,系统除了峰值功率需求周期外均给锂电池充电,每个周期后其荷电状态均会升高,锂电池处于恒压充电状态......”。
6、“.....若负载的平均需求功率远超燃料电池满负荷输出时经变换器的输出功率,则锂电池因长时间放电得不到能量补充而导致荷电状态降低,当系统有峰值功率需求时锂电池无法补充燃料电池输出的功率缺额若负载的平均需求功率远小于燃料电池满负荷输出时经变换器的输出功率,则燃料电池设备和系统能源利用率降低锂电池的最大放电电流应该大于负载的峰值需求电流减去燃料电池满负荷输出时经变换器的输出电流之差,这样才能保证负载处于峰值功率需求时,系统能够提供充足动力。燃料电池混合动力电动自行车样车测试组装图所示的燃料电池发电系统锂电池组变换器混合动力控制系统和电动自行车等设备,构建如图所示燃料电池混合动力电动自行车样车。电动自行车车体自重,燃料电池锂电池储氢瓶以及控制系统等附属装置约为......”。
7、“.....表所示为燃料电池混合动力电动自行车样车平地重载加速测试结果。由表可知,燃料电池混合动力电动自行车由静止加速到其最大速度只需要秒钟。在电动自行车生产厂商及型号相同的条件下,与参考文献所研制的纯燃料电池电动自行车需要秒钟加速时间相比快了倍。该文献使用的燃料电池为,其重载时的最大速度只能达到,因此本文所研制的燃料电池混合动力电动自行车最大速度也比参考文献快了倍。表燃料电池混合动力电动自行车平地重载加速测试结果时间速度时间速度时间速度西南交通大学硕士研究生学位论文第页燃料电池供电系统混合动力控制系统锂电池供电系统储氢瓶电机图燃料电池混合动力电动自行车样车图本章小结本章首先测试变换器效率,其次采集城市用电动自行车的行驶工况参数除此之外......”。
8、“.....实验表明用个的燃料电池和组的锂电池,可以为平均需求功率为,峰值需求功率为的电动自行车提供可靠动力,由静止加速至最大速度只需。西南交通大学硕士研究生学位论文第页结论燃料电池混合动力电动自行车具有轻便灵活节能环保应用市场广的优势,得到了各国政府和科研机构的重视。本文在参考国内外文献的基础上,借鉴目前国内外混合动力系统研究成果和利用城市用电动自行车具有的特点与适用条件,在仿真平台上搭建了燃料电池混合动力系统模型,并对模型进行了仿真测试利用燃料电池的输出特性,提出了以燃料电池输出电压钳位控制为基础的燃料电池混合动力能量管理策略通过硬件设计和软件编程实现了本文所述电动自行车用燃料电池混合动力系统,并实验验证该混合动力系统的可靠性及其能量管理策略的有效性。本文的主要工作和取得成果如下在仿真平台上搭建了峰值电流控制模式的两相交错并联变换器模型......”。
9、“.....同时,对该模型进行仿真验证,仿真结果表明燃料电池混合动力能量管理系统可以通过控制两相交错并联变换器的反馈补偿网络对燃料电池的输出功率进行控制,从而对混合动力系统进行能量管理。利用燃料电池的输出特性,提出了种以燃料电池输出电压钳位控制为基础的混合动力系统能量管理策略。理论上,在燃料电池外部环境发生改变或处于亚健康状态时该策略依然有效,并可使燃料电池总是工作于安全区域,有利于燃料电池平稳运行,提高能源利用效率,延长燃料电池使用寿命,同时该策略可对锂电池的充电进行有效管理,延长锂电池使用寿命。研制了套电动自行车用燃料电池混合动力系统硬件设备。测试硬件系统中四开关变换器在满负荷输出时的效率和城市用电动自行车的行驶工况。测试结果表明变换器平均效率可达。搭建混合动力系统实验测试平台,并通过三组测试实验表明本文所研制的燃料电池混合动力系统动态响应快......”。
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