有轨电车燃料电池超级电容混合动力系统建模与仿真

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1、硕士学位论文■ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ翁论文题目：有轨电车燃斗电池／超级电容混合动力系统囊国内图书分类号：ＴＰ〗８ＴＭ９１１密级：公开，国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文有轨电车燃料电池／超级电容混合动力系统建模与仿真０—年级二二级姓名ＭＭ申请学位级别工学硕士专业控制科学与工程指导老师戴朝华副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ７２ＴＭ７３４，Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔ

2、ｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＤＹＮＡＭＩＣＭＯＤＥＬＩＮＧＡＮＤＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＯＮＦＵＥＬ－ＣＥＬＬ／ＵＬＴＲＡＣＡＰＡＣＩＴＯＲＨＹＢＲＩＤＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＴＲＡＭＷＡＹＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｉａｏＬｅｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＣｏｎｔｒｏｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＡｓｓｏｃｉａｔｅＰｒｏｆ．ＤａｉｐＭａｙ．２０１５西南交通大学学位论文版

3、权使用授权书本学位论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以釆用影印、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。“（请在以上方框内打十）？学位论文作者签名：ｑ育指导老师签名．日期：曰期：ｒｉｐ（－ｒ＾ｆＵｏｒ８＾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

4、中所做的主要工作或贡献如下：（１）构建适用于燃料电池混合动力有轨电车的行驶工况。（２）在ＡＤＶＩＳＯＲ中，搭建燃料电池混合动力有轨电车的整车动力学模型、燃料电池模型、超级电容模型和牵引电机模型。（３）根据所构建的行驶工况，分析在功率跟随控制策略下混合动力有轨电车的整体性能。４一（）设计了种模糊逻辑控制策略并嵌入到ＡＤＶＩＳＯＲ中，再次对混合动力。有轨电车进行仿真，对比分析混合动力有轨电车在两种不同的控制策略的优缺点本人郑重声明：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

5、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，均已在文中作了明确一说明。。本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担学位论文作者签名：Ｊｈ－曰期：＞．＾５．Ｓ西南交通大学硕士研究生学位论文第丨页摘要世界经济的快速发展不仅对能源的依赖程度越来越大，以石油、天然气、煤炭为代表的传统能源置乏现象越发明显，而且传统能源的大量使用造成了严重的空气污染一、水污染等系列问题，严重的影响着生态环境和经济的可持续发展。近年来，燃料电池由于其功率密度高、环境友好性等优点开始进入人们的视线。城市化的不断推进和

6、城市人口的剧烈增长也造成了严重的环境污染、交通堵塞等问题，发展公共交通、坚持可持续发展的绿色交通是解决这些问题的有效措施。燃料电池混合动力现代有轨电车由于其载客量大、尾气排放的无污染、能耗低等优点引起了社会的关注。本文主要对燃料电池与超级电容的混合动力有轨电车的整车建模、构建适合于有轨电车的运行工况。本文的主要、在不同控制策略下对整车进行了仿真分析工作如下－（１）考虑到燃料电池混合动力有轨电车的运行区间、适用场景和燃料电池输出特性的问题，构建了适合燃料电池／超级电容混合动力有轨电车运行的仿真行驶工况，并与ＡＤＶＩＳＯＲ仿真软件相互关联。

7、（２）通过比较蓄电池和超级电容的功率输出特性，并结合质子交换膜燃料电池动态响应较慢、输出特性较软的特点，选择功率密度更大的超级电容作为混合动力系统的辅助能量源。分析燃料电池和超级电容组成的不同拓扑结构的优缺点，最后根据实际情况和仿真控制难度选择了本文中所用的并联拓扑结构和参数。（３）通过构建完成的运行工况，完成有轨电车的牵引电机、主能量源燃料电池、辅助能量源超级电容的参数的确定。（４）分析了燃料电池／超级电容混合动力有轨电车的动力部分的工作原理并建立仿真模型。针对ＡＤＶＩＳＯＲ独特的仿