轮毂电机驱动系统与燃料电池电动汽车的动力匹配

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1、—————————————————————轮毂电机驱动系统与燃料电池电动汽车的动力匹配—————————————————————StudyonPowerMatchingofFuelCellElectricVehicleWithIn-Wheel-Motorized-DriveSystem作者姓名：刘振领域（方向）：新能源汽车指导教师：宋大凤教授类别：工程硕士答辩日期：2015年6月7日摘要轮毂电机驱动系统与燃料电池电动汽车的动力匹配能源短缺和近几年愈发严重的环境污染，使得新能源汽车成为国内外研究的热点，其中燃料电池汽车用氢作燃料，与空气中的氧气发生电化学反应，产生电能来驱动汽车，反应物

2、为水，被认为是当前缓解能源和环境问题的一个很好方案，为此备受青睐。燃料电池汽车与传统内燃机汽车在原理和结构上差别很大，除了动力源发生变化外，整车的结构也很不相同。燃料电池汽车效率高，排放物为水，但自身的冷启动性能和动态响应能力差，在大负载的情况下无法提供较大的后备功率，并且无法实现制动能量回收。当今蓄电池、超级电容等作为辅助动力装置可以解决以上问题。由燃料电池和蓄电池构成的双动力源的研究已经获得很大的突破，同时轮毂电机技术也取得了显著的发展，如何将两者很好的结合起来，使其发挥出各自的优势，同时使汽车获得很好的动力性和燃料经济性是本文的研究内容。本文结合国际合作项目“先进轮毂电机驱动电

3、动汽车技术平台联合研发”，旨在通过离线仿真的开发手段，对轮毂电机驱动的电动汽车动力系统与驱动电机系统进行匹配研究。本文第一部分介绍了燃料电池汽车以及轮毂电机的概况；第二部分介绍了燃料电池汽车比较常见的几种动力系统构成，并综合考虑相关部件目前的技术水平和成本等因素，决定选用质子交换膜燃料电池与镍氢蓄电池的电-电组合作为本文研究的燃料电池汽车的动力源，选用轮毂电机作为整车直接驱动力的来源；最后对动力系统各个部件进行了初步的选型；第三部分阐述上述电-电混合燃料电池汽车的控制策略；第四部分用汽车理论等知识对汽车动力系统各个部件进行参数匹配；第五部分则是建模仿真阶段，结合第四部分中确定的各个动

4、力部件的参数，利用软MATLAB/Simulink以及Advisor对所研究的车型进行建模，并且选择几种常见的典型工况进行仿真，经过仿真结果的分析，得出如下结论：所设计的技术参数合理有效；控制策略也能发挥了理想的效果；汽车能在各个测试工况下很好的运行，且在经济性上表现优良。I关键词：轮毂电机，燃料电池，动力匹配，建模仿真IIAbstractStudyonPowerMatchingofFuelCellElectricVehiclewithIn-Wheel-Motorized-DriveSystemTheenergycrisisandtheenvironmentalpollutionsh

5、owtheneedtotakethenecessaryactionssothatwehumanbeingscouldsurviveintheearth.Theautomotiveindustryusingmuchenergyandcausingairpollutionhasgaintheattentionfrommoreandmorepeople.Whetherornotanewstyleofvehicleexists?Itisthefuelcellvehiclewhichuseregenerativeenergy，reactwiththeoxygenintheairandonlyg

6、eneratethewateratlast.Soaverygoodsolutiontoenergycrisisandairpollutionappears.Asanewstyleofautomotive，thefuelcellvehicleisdifferentfromtheordinaryinthestructureandprinciple，soitisnecessarytotakesomeresearches，especiallyinthemotiveforce.Thefuelcellvehicleconsumesthegreenenergy，hashighefficiencya

7、ndgeneratesthewater.Butitiswellknownthatthefuelcellvehiclehasnotgooddynamicrespondabilitytothevariousworkenvironments.Itcannotsupplytheenoughpowerwhen.necessaryandnotreceivetheregenerativebrakingpower.Nowadaysthestoragecellsandsup