游艇燃料电池混合动力系统的模糊逻辑控制策略研究.pdf

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1、船舶电气与通信2017年第2期总第165期DOI：10.19423/j.cnki.31-1561/u.2017.02.065游艇燃料电池混合动力系统的模糊逻辑控制策略研究臧壮潘朝峰陈宁邱广庭（江苏科技大学能源与动力学院镇江212003）［摘要］文章针对内河及湖泊小型游艇，采用燃料电池和蓄电池组并联结构作为游艇混合动力系统，设计相应的模糊逻辑控制策略对能量进行管理，运用MATLAB/Simulink软件搭建燃料电池游艇混合动力系统及模糊逻辑控制器的仿真模型。仿真结果表明，混合动力系统及其模糊逻辑控

2、制策略能够实现游艇航行中的能量控制，并且满足节能减排的要求。［关键词］燃料电池；混合动力游艇；电力推进；模糊逻辑控制［中图分类号］U665.13［文献标志码］A［文章编号］1001-9855（2017）02-0065-06FuzzylogiccontrolstrategytowardshybridpowersystemoffuelcellyachtZANGZhuangPANChao-fengCHENNingQIUGuang-ting(SchooIofEnergyandPowerEngineeri

3、ng,JiangsuUniversityofScienceandTechnoIogy,Zhenjiang212003,China)Abstract:Thefuelcellandstoragebatteryareparallelconnectedtobeusedasthehybridpowersystemforthesmallyachtssailinginriversandlakes.Thecorrespondingfuzzylogiccontrolstrategyisdesignedtomana

4、getheenergy.ThehybridpowersystemofthefuelcellyachtandthefuzzylogiccontrolleraremodelledandsimulatedbyMATLAB/Simulink.Thesimulationresultsshowthattheenergycontrolinyachtsailingcanbeachievedbythehybridpowersystemandthefuzzylogiccontrolstrategy,thusmeet

5、ingtherequirementsofenergyconservationandemissionreduction.Keywords:fuelcell;hybridyacht;electricpropulsion;fuzzylogiccontrol引言游艇在市区内航道航行时，会对河道周边的环境和居民生活带来无法忽视的影响。为此，《海洋环目前的游艇主要使用柴油机驱动，需要配置境保护法》、《水污染防治法》、《环境噪声污染防一套单独的发电装置，效率和费用大大增加。同治法》、《海上交通安全法》和《内河

6、交通安全管时，游艇普及会给周边环境带来污染，尤其是当理条例》等法律、法规均对游艇污染作了相关规定。收稿日期：2016-11-11；修回日期：2016-11-24作者简介：臧壮（1990-），男，硕士研究生。研究方向：船舶动力系统设计。潘朝峰（1959-），男，硕士，副教授。研究方向：轮机自动控制技术。陈宁（1963-），男，硕士，教授。研究方向：船舶动力系统设计、船舶先进制造技术、企业信息集成等的研究。邱广庭（1991-），男，硕士研究生。研究方向：数字化设计与制造。65船舶臧壮，等：游艇燃料电

7、池混合动力系统的模糊逻辑控制策略研究在全球能源逐年紧缺的局势下，如何提升游艇的1混合动力系统结构组成与工作［1］节能环保性以及舒适性显得尤为重要。氢气具模式分析备清洁无污染、热值高、利用率高等特点，近年来氢燃料电池技术不断进步，使氢在游艇上的应游艇的燃料电池混合动力推进系统结构组成用已成为可能。但是，燃料电池系统动态响应较包括：质子交换膜燃料电池、蓄电池组、DC-DC慢，输出特性无法满足游艇在启动、加速等工况变换器、DC-AC逆变器、能量管理系统和推进电时的功率需求，因此需要引入辅助能源来补偿功

8、机。其中燃料电池作为主要推进动力，蓄电池组作率波动、提高峰值功率。为辅助动力提供峰值功率。燃料电池发出直流电经目前用作燃料电池辅助电源的主要有超级电容DC-DC变换升压到直流母线电压，再由DC-AC逆器、蓄电池等。辅助电源的加入让混合动力系统的变装置逆变为推进电机所需的三相交流电，蓄电池结构更加复杂，并增加了系统能量管理的难度。国组直接与直流母线连接通过电池管理系统进行充放内外学者对燃料电池混合动力系统的能量控制策略电控制。进行了研究。应用最广泛的混合动力能量管理方法燃料电池游艇在航行过程中主要