燃料电池蓄电池混合动力叉车电源系统设计

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1、？一―』纖ｍａｓｔｅｒＤＩＳＳＥ—Ｎｍ＿■论文题目：■电力叉车：？＿国内图书分类号：ＴＰ１８ＴＭ９１１密级：公开，国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文燃料电池／蓄电池混合动力叉车电源系统设计年级二零一二级姓名张德玉申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师陈维荣教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＰ１８，ＴＩＶＩ９１１Ｕ．Ｄ．Ｃ．：６２１３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅ

2、ＴｈｅｓｉｓｇＤＥＳＩＧＮＦＯＲＰＯＷＥＲＳＹＳＴＥＭＯＦＦＵＥＬＣＥＬＬ／ＢＡＴＴＥＲＹＨＹＢＲＩＤＦＯＲＫＬＩＦＴＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＤｅｕＺｈａｎｙｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＯｆＳｃｉｅｎｃｅＩｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷｅｉｒｏｎＣｈｅｎｐｇＭａ２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论

3、文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１□．保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密０，使用本授权书。“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名ｉ、：失樣指导老师签名：日期：日期西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１、

4、工况进行实际测量与分析对电动叉车运行，选定燃料电池混合动力叉车电源系统组成、拓扑结构及控制方法。２、分析了ＰＥＭＦＣ自增湿原理，建立了包括空气供应系统模型、电堆电压动态模型、温度ＰＩＤ控制模型在内的空冷自增湿ＰＥＭＦＣ系统模型，通过仿真分析与实验验证，证明了所建模型的准确性及电堆温度ＰＩＤ控制的有效性。３、以满足实际叉车动力性要求及增加续航能力为目标，综合考虑叉车初始成本，确定了燃料电池叉车的功率配比方式，通过仿真分析证明了所选组合能满足设计、使用要求。４、搭建了空冷自增湿ＰＥＭＦＣ实验平台及混合动力叉车模拟平台

5、，利用模拟混合动力平台及模拟工况，证明了功率跟随能量管理策略在控制混合动力叉车能量分配过程中的有效性，为燃料电池混合动力叉车的实现奠定了基础。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。、学位论文作者签名：氛ｉｋｄ日期：十西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要叉车作为

6、现代物流、物料行业的重要搬运工具，在各行各业的物流系统中扮演着重要的角色。目前，市场上流通的叉车主要以内燃叉车、电动叉车为主，但内燃叉车废气污染严重、工作噪音超标，电动叉车续航能力差，维护成本高、工作效率低，这些问题都严重限制了二者的应用范围与再发展能力一。因此，在叉车这重要工程车辆上应用新能源、新技术，对于改善员工工作环境、提高企业生产效率具有重要意义。（ｒｏｅｅｍｂ在众多新能源当中，质子交换膜燃料电池ＰｔｏｎＥｘｃｈａｎｇＭｒａｎｅＦｕｅｌＣｅｌｌ，ＰＥＭＦＣ）除了具有燃料电池共有的清洁、高效特点外，还具有工作

7、温度低、响应速度快、使用寿命长等优势，这些突出优点正是现有叉车所缺乏的。因此，利用ＰＥＭＦＣ作为叉车动力源是从源头解决内燃叉车与电动叉车现有问题的有效途径。本文首先在对电动叉车运行工况进行分析及实际测试的基础上，选择以空冷自增湿ＰＥＭＦＣ为主、铅酸蓄电池为辅构建混合动力系统，并通过对空冷自增湿ＰＥＭＦＣ系统结构、自增湿原理及控制方法的分析，建立了包括空气供应系统模型、ＰＥＭＦＣ电堆动态机理模型、ＰＥＭＦＣ电压动态模型及电堆温度ＰＩＤ控制模型在内的空冷自增湿ＰＥＭＦＣ系统模型，将仿真结果与实验数据、手册数据的对比，验证了

8、所建模型的准确性。其次，为确定混合动力系统当中ＰＥＭＦＣ功率等级和蓄电池的额定容量，以保证燃料电池叉车与原叉车性能相同的出发