上海镍镉电池回收 Fuel Cell Electric Vehicle: The Best Alternative vehicle in the future

上海镍镉电池回收 Fuel Cell Electric Vehicle: The Best Alternative vehicle in the future

燃料电池汽车（FCEV）在世界范围内得到越来越广泛的应用，燃料电池汽车已被认为是当今汽车领域的佼佼者，它具有燃料消耗少、温度高、零排放等特点。为了提高汽车的动力，燃料电池汽车需要工作在零功率下，而一些FCEV则使用制动作为其动力源。由于燃料电池汽车的功率和循环时间很长，所以燃料电池汽车的运行也是一个关键问题。因此，基于“V-cycle”的燃料电池汽车应运而生。“V-cycle”和离线、快速的仿真、代码、HILSS和测试正是对FCEV汽车进行在线HILSS的关键。它能够及时调用控制器和控制系统的程序，是HILSS中一个又一个难点。首先，建立FCEV汽车的燃料电池汽车模型。镍氢电池、电机、车轮和电池是燃料电池汽车运行的关键。在 中，将 、 、 和 添加到 控制模型中进行调试，并可以将其添加到 中。最后，将 添加到 板子上。还将 RTI 添加到模型中。一些是 。建立后，HILSS 可以 。一些数据是 。由数据可以看出 的 是好的。关键词：燃料电池， ， 电源， HILS。二、武汉理工大学硕士论文第一章武汉理工大学硕士论文第一章绪论1.1 引言自 1886 年第一辆汽车发明以来，汽车工业在世界各地迅速发展，极大地推动了人类社会的进步，深刻改变了人类的生活方式，汽车工业的发展水平也成为衡量一个国家经济科技实力的重要标志。

预计到2010年，我国汽车产量将达到1000多万辆，在用汽车在7000万辆左右，到2020年，在用汽车总数将达到1.5亿辆，年产量将达到2000万辆。全世界汽车保有量已达8亿辆，预计到2020年，全世界汽车保有量将达到12亿辆。如此庞大的汽车数量将对世界能源和环境造成不可估量的压力。（BP世界能源统计2006）数据显示，按现在的开采速度，世界石油储量可供生产40年，传统汽车使用的燃料来源于石油，因此未来几十年石油短缺是不可避免的。另外，汽油会释放出CO、C02、HC、NOx、SCh等；柴油燃烧时，除了释放上述有害气体外，还会排放大量的颗粒物。众所周知，二氧化碳是温室效应的元凶，而汽车是C02气体的重要来源；而CO、HC、NOx、SO2及颗粒物等则污染了城市的大气，危害人们的健康，SO2还会产生酸雨[131；此外，噪声污染也是燃油汽车排放的另一类污染，一个城市80%的噪声污染是由燃油汽车引起的，而发动机噪声又占主要部分：普通轿车车外加速噪声中，发动机噪声约占55%；大型、中型轿车车外加速噪声中，发动机噪声约占65%和31%。

可见，传统汽车对环境造成的危害可想而知，如果不为汽车寻找新的替代能源，世界将在不久的将来面临严重的能源和环境危机。在这样的背景下，人们开始把目光转向电动汽车的研究，从20世纪下半叶开始，各国陆续开发了多种类型的电动汽车，包括纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车是完全以二次电池（如铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等）为动力的汽车，被认为是汽车工业的未来。但由于电池技术尚未完全成熟，还面临着充电、基础设施建设等问题，纯电动汽车距离产业化还有一段时间：混合动力汽车是一种有利于市场发展的新型纯电动汽车，它一般采用内燃机和电动机两种动力。将内燃机与储能元件（如高性能电池或超级电容）通过先进的控制系统组合起来，提供车辆行驶所需的动力。由于混合动力汽车以内燃机为动力，仍然无法摆脱对石油资源的依赖，无法避免环境污染，所以只能是一种过渡模式：燃料电池电动汽车是以燃料电池为动力源的电动汽车。

燃料电池是利用氢气和氧气（或空气）在催化剂作用下，通过电化学反应直接产生电能的装置，具有无污染、仅排放水等优点。但目前燃料电池的诸多关键技术尚在研发试验阶段，此外，作为燃料电池的理想燃料的氢气在实现产业化前，在制备、供应、储存、运输等方面还有许多技术和经济问题需要解决，车载存储大量压缩氢气的安全性也有待提高。但燃料电池汽车兼具纯电动汽车的安静、高效、零排放等特点，且不受电池续驶里程的限制，加之氢气原料来源极其广泛，被认为是21世纪最有前途的交通工具。 1.2 燃料电池电动汽车的技术优势及发展现状 1.2.1 燃料电池的技术优势 燃料电池电动汽车被认为是未来最有前途的汽车，因为它具有许多独特的优势，包括无污染、热效率高、氢源范围广、高效运行、过载能力强[5][6]。 1.零污染或超低污染 对于使用氢作为燃料的FCEVs来说，唯一的排放产物是水，属于“零污染”排放；对于使用甲醇或汽油重整技术的汽车来说，排放物也只有少量的CO和碳氢化合物，不排放NOx等有害气体，被认为是“超低污染”。此外，由于FCEV没有运动部件和运动副的摩擦损失，大大降低了噪音，符合了21世纪人们对环境保护更为严格的要求。

2.热效率高 内燃机的发动机将燃料的化学能转化为机械能，再通过变速箱驱动汽车行驶，其综合效率只有11%左右，但碳氢燃料经过燃料电池重整转化为电能，再用于电动机和驱动系统驱动汽车行驶，其综合效率可达34%，是内燃机汽车的3倍，因此FCEV比内燃机汽车更节能。 3.氢能来源广泛，通过电解水可制取氢气，地球上每年产生的氢气超过7004吨，地球上的面积全是水，所以氢气的来源是取之不尽的，除了电解水以外，还可以通过碳氢化合物重整制取氢气，化学副产物也是氢气的来源之一。 4.保持高效运行，过载能力强 在额定功率下运行时，燃料电池组效率可达60%左右；在部分功率下运行时，效率可达70%左右；而在超负荷功率下运行时，效率可达50%～55%。燃料电池的功率范围宽，效率高，且效率受负载影响小，过载能力强，短时间内受冲击小，过载能力强，短时间内过载能力可达200​​0.4，可大大提高FCEV的动力性、加速性能。1.2.2国外燃料电池电动汽车研发现状至于PEMFC，由于研发和商业化需要大量的资金和政策支持，远远超出少数企业独立支撑的能力。

目前，美国、欧洲和日本的汽车制造商都在加紧开发燃料电池技术。美国在这方面非常积极，2002年美国能源部制定了《氢能路线图计划》，未来5年将投资30亿欧元用于燃料电池汽车的开发。2005年3月，美国能源部和欧盟委员会宣布，将在未来5年内合作开发新一代氢燃料电池汽车，欧盟计划到2015年共投资28亿欧元用于开发氢燃料电池汽车。日本2005年对质子交换膜燃料电池开发的投资预算约为300亿日元，预计2010年将达到4000亿日元。国际上，美国燃料电池公司Plug Power和加拿大的Plug Power在燃料电池技术研发方面都比较先进，Plug Power是燃料电池技术领域的领先企业。其燃料电池在常压下的工作寿命已超过10000小时，在该领域起步较早，在燃料电池技术研发上也处于世界同行的领先地位，是全球第一大车用质子交换膜燃料电池供应商，为全球多家汽车公司供应燃料电池。巴拉德公司在2004年提出了“Tdck”示范计划，并完成了925次上路试验，展示了巴拉德燃料电池在可行性和商业化道路上取得的令人瞩目的成就。

此次示范燃料电池堆的突出特点是：铂催化剂使用量比传统燃料电池减少30%，燃料电池堆可在-20℃下启动并连续运行2200小时以上（实际驾驶循环测试），并且燃料电池堆性能没有明显降低。 1、线控Hy-wire燃料电池车 “氢动力3号”（）燃料电池车 线控Hy-wire燃料电池车是世界上第一辆可驾驶、线控的燃料电池汽车。Hy-wire除了使用燃料电池作为动力源外，还采用了源自航空技术的线控技术，彻底改变了传统汽车的机械控制。 “氢动力3号”燃料电池汽车样车于2004年9月在欧洲成功完成马拉松示范运行，行程横跨欧洲14个国家，行驶9696公里，耗时5周半，相当于欧洲许多汽车跑完一场马拉松的时间。年平均行驶里程10.3公里，无意外停车，证明了燃料电池技术的可靠性和发展潜力。燃料电池汽车是采用燃料电池和线传动技术的全轮驱动汽车，前部采用集成电源电路和行星齿轮的三相异步电动机，后轮采用两台三相永磁同步轮毂电动机，最高时速145公里每小时，续驶里程480公里。

武汉理工大学硕士论文同步轮毂电机，最高车速145公里/小时，续驶里程480公里。2、福特汽车公司新型“福克斯”燃料电池轿车福特汽车公司新型“福克斯”燃料电池轿车采用燃料电池发动机、300伏蓄电池组、线控制动和电液串联再生制动系统等附加装置，使得4座福特福克斯燃料电池车的续驶里程达到296-322公里，最高时速达到129公里。1.2.3国内燃料电池电动汽车研究现状在国家政府、汽车企业和高校的共同努力下，我国燃料电池及燃料电池汽车的研究开发获得了快速发展。国内在燃料电池研发方面具有先进水平的企业有：北京世纪富源燃料电池发动机、燃料电池旅游车、燃料电池电站等五大系列燃料电池产品，其中燃料电池发动机、旅游车均已实现销售，并建立了中小功率（0.1kw~30kw）和大功率（30kw~50kw）质子交换燃料电池发动机及其动力系统集成制造技术的成套装备体系，具备批量生产能力。飞驰绿色能源科技有限公司已开发出额定功率从几十瓦到几十千瓦四大系列燃料电池电堆和氢空气、氢氧燃料电池，具备几十千瓦级质子交换钼燃料电池的生产能力。

北京世纪富源燃料电池有限公司已开发出具有自主知识产权的1.5kw、5kw、10kw、30kw、45kw、75kw燃料电池电堆，主要由中科院大连化学物理研究所、大连圣道集团有限公司、安徽宁国天成科技发展有限公司等6家单位联合组建。大连化学物理研究所在燃料电池汽车研发方面已达到或超过国际水平；成功组装出几十瓦、几百瓦、千瓦级、5千瓦级质子交换钼燃料电池；5千瓦级质子交换钼燃料电池质量比为100kw/L；创造了碳-铂催化剂、电极、钼。具有中国特色的电极三合一总成、电池双极板等前沿技术。1.同济大学“超越一、二、三”系列燃料电池轿车。“超越二”燃料电池轿车以桑塔纳3000为原型车组装而成，其百公里氢能消耗是“超越一”的2.3倍。与“超越一”相比，“超越二”的加速时间大幅提升，从起步到加速到百公里仅需26.7秒，速度远超“超越一”。而“超越三”续航里程缩短了20秒，最高时速可达118公里每小时，续航里程可达197公里。 “超越三号”续驶里程达到了200公里，重量比“超越二号”轻85公斤；输出功率达到每小时50千瓦，比超越二号高出10千瓦，燃油效率由40%提高到45%。

超越系列燃料电池轿车全部采用我公司生产的燃料电池发动机。2、清华大学“清能1号”、“清能3号”燃料电池城市客车清能1号、清能3号均为燃料电池城市客车，长宽高分别为，整车质量，载客量38人，最高车速65kw/h，最大爬坡度15%，搭载城市客车专用第二代燃料电池发动机，清能1号、清能3号自2005年投入运行以来，行驶里程分别超过12000公里和7000公里，性能依然稳定。3、来自武汉理工大学。 2004年8月，武汉理工大学与东风汽车公司联合开发了25kw质子交换膜燃料电池动力轿车—“楚天一号”。1.3燃料电池电动汽车电控系统发展现状及趋势电控系统是燃料电池电动汽车的大脑，负责对燃料电池系统、电机驱动系统、动力转向系统、再生制动系统及其他辅助系统的监控和管理，电控技术主要包括各总成、部件子系统和整车系统的控制策略和方法。随着电机和驱动系统的发展，控制系统趋向于智能化、数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家系统和遗传学等是可应用于控制整车系统的关键技术。算法等非线性智能控制技术将应用于燃料电池电动汽车电控系统。

设计电控系统时需要做好以下技术工作：（1）优化整车系统的能量分配。（2）保证车辆处于最佳驾驶模式。（3）再生制动时，合理调整再生能量。（4）适时的温度控制。 (5)诊断整车系统工作状况等。因此在燃料电池电动汽车开发及产业化过程中，其电控系统设计可按照如下技术路线进行：根据设计要求，提出控制目标，确定子系统及整车系统的控制策略与控制算法，进行系统软硬件设计、基于CAN总线技术的控制系统设计及系统调试等。1.3.1电控系统传统开发方法传统的控制系统开发方法一般分为以下步骤：1）根据调研情况，以书面形式定义需求与设计目标2）根据以往经验提出系统需求3）硬件人员设计、制作硬件电路武汉理工大学硕士论文4）控制工程师设计控制方案，以方程形式描述控制律武汉理工大学硕士论文4）控制工程师设计控制方案，以方程形式描述控制律以方程形式描述控制律5）软件人员通过手工编程实现控制律6）系统工程师或电子专家将代码集成到硬件电路中7）利用真实的控制对象或测试台架对系统进行测试由此可见，传统的控制器开发方式存在着开发效率低、投入大、周期长的缺点，然而当今社会，市场对产品的需求呈现多样化、快速化的趋势，这使得企业的新产品开发面临着多样化要求与快速开发的矛盾；同时对控制系统的鲁棒性和可靠性的要求也越来越高；另外，并行工程（即设计、实施、测试和生产准备同时进行）已经提上日程。

这样，传统的电控系统开发方法势必会进行革新，新的电控系统开发方法应运而生。1.3.2电控系统的现代开发方法越来越多的汽车制造商和汽车电子开发商已经意识到利用现代计算机辅助开发工具建立集成的ECU开发方法可以有效地把汽车ECU的各个开发阶段联系起来，这种开发方法可以支持从功能定义到最终产品测试的整个汽车ECU开发过程。电控单元的开发过程通过统一的开发工具可以减少手工编程的工作量，避免很多人为错误，在保证产品开发可靠性的基础上，缩短电控单元的开发周期，降低开发风险，提高开发效率。现代汽车电控单元的开发方法就是所谓的“V-cycle”开发方法，如图1.1所示。“V-cycle”开发方法包括：功能设计与离线仿真—快速控制原型—自动代码生成—硬件在环仿真—标定映像9测试。 “V-mode”现代化开发方式遵循国际汽车工业标准（ASAM/ASAP，for and / of /），构成了整套汽车电控单元从开发、测试到标定的一体化解决方案。

国外知名的汽车电子开发商(如Audi、AVL、BMW、Bosch、Eng、VDO、Ford等)一般都采用这种开发方式来开发汽车电子控制单元[9l。另外，一些汽车电子开发商还利用现代开发方法中的一些关键开发方式来改进现有的开发方式，如利用快速原型硬件系统开发主动车身控制器(ABC，Body)，TRW利用代码自动生成工具开发新的汽车安全带主动控制卷收器，会根据车辆运动状态自动调节安全带的松紧，仅用了18个月就完成了模型开发和产品代码生成。在开发控制系统时，经常采用旁路开发技术，也就是快速控制原型的现代开发方法，因为在大多数新型控制算法的开发过程中，很少开发出完全新的算法，通常是对现有的算法进行修改改进。这些改进包括：完善或改进现有算法的功能；在现有算法中增加新的功能。当对原武汉理工大学硕士论文进行一些改进时，包括：完善或改进现有算法的功能；在现有算法上增加新功能。当原有的电子控制单元需要增加新功能时，可以在原有的电子控制单元上增加新功能。在此基础上，以实时硬件系统作为新功能的功能原型，开发新功能的控制算法。

这样就可以在新ECU制造前利用现有的ECU和I/O接口对新功能的算法进行测试，然后可以将新功能直接集成到新ECU的代码中，完成新功能的开发。例如，将新的怠速控制或熄火诊断功能集成到发动机电控单元中。利用快速控制原型的旁路技术实现这些简单的功能已经成为开发这些新功能的标准方法。开发新功能时，使用实时硬件系统模拟新功能，用原ECU执行原代码并提供I/O接口。旁路技术的好处是可以利用原ECU开发新的ECU。电控单元有电缆和YO接口[10l[1ll。菲亚特利用快速控制原型硬件系统开发了新型柴油发动机废气再循环电控单元。通过CAN总线的旁路技术，可以在不改变电控单元内部结构程序的情况下，研究新的控制算法，大大降低了开发难度，缩短了开发时间。另外，国外一些汽车电子开发商采用直接面向产品硬件的硬件系统等改进标准“V-cycle模型”开发方法的快速控制原型到产品软件流程，形成基于结构的开发方法。V-cycle模型如图1所示，该模型由功能设计与仿真、功能原型及旁路技术、自动代码生成、ECU测试以及利用硬件在环技术的参数化、标定等5个步骤组成。

下面对这各个部分做简单说明。 图1.1 硬件在环仿真的V-cycle流程 1.功能设计与仿真 控制方案的设计不再采用过去的方法，将对象模型简化成 可以以武汉理工大学硕士论文的形式进行手工处理，然后根据经验进行手工设计，而不能用计算机如/来处理...辅助建模分析软件建立对象的最精确模型并进行离线仿真，避免了传统设计过程中出现的对象过度简单化和缺乏相应的计算机辅助设计工具的问题。 2.功能原型与旁路技术 按照现代设计方法，设计完成后，不必像过去那样耐心等待软件工程师手工编程。 ，然后电子工程师再将代码集成到硬件电路中，而是利用计算机辅助设计工具将控制方案框图自动转换成代码并自动下载到硬件开发平台，从而快速实现控制系统的原型并包括实际系统可能包括的各种I/O、软件和硬件中断等实时特性。之后，可以利用计算机辅助测试管理工具软件进行各种测试，以验证该控制方案对实际对象的控制效果，并随时修改控制参数，直到得到满意的结果。

即使模型需要相当大的修改，从修改到下一步测试原型也只需要几分钟的时间。这使你可以在最终的控制方案实施之前，对可能出现的结果有很好的把握，避免了过多的3.自动代码生成将模型转换成产品代码是开发过程中最关键的一步，在过去，这种转换完全是通过手工编程来实现的，现代的开发方式则不同，大部分的产品代码都是直接由软件生成的，对于大多数工程师来说，如果能够加快开发速度，损失一些代码的实时效率也是可以接受的，如：自动生成代码的效率不低于手工代码的10%，内存占用不高于手工代码的10%。4.硬件在环仿真（HILS）拥有控制系统的原型并不意味着计算机辅助设计工具（软件）没有用，相反，现在随着控制系统所执行的功能越来越复杂，对其进行全面的测试，特别是在故障条件和极端条件下的测试就显得尤为重要。但如果用实控对象来测试，很多情况是不可能实现的，或者成本会很大（例如汽车电控单元的测试，包括不同的车型、不同的路况、不同的环境（雨、雪、风、冰等），如果用实车进行测试，需要的时间会很长，测试成本也会很高）。

但如果利用计算机辅助设计工具对控制对象进行实时模拟，则可以进行各种条件下的试验，特别是故障和极端条件下的试验，这正是传统开发方法所不具备的。5、参数标定在现代开发过程中，参数标定已逐渐由设计最后阶段移至设计初期，特别是在原型和测试阶段，调整阶段可以大大减少实际标定所需的时间，未来I工具将包括强大的标定和基于结构的汽车ECU开发方法，其目的是消除快速控制原型开发的需要。该模型与生成的生产代码模型之间的差异包括：从浮点到定点的转换；生产I/O和时序触发器的集成；实时操作系统（RTOS）集成或任务时序；其他RTOS功能，如共享内存等。相比之下，国内汽车电子行业由于开发电子控制单元的时间较短，尚未形成成熟的开发经验和开发方法。目前，除部分高校、科研院所和合资企业（如吉林大学、三院三十一所和一汽技术中心等）已开始采用现代化开发方式开发汽车电子控制单元外，大部分还在沿用传统的开发方式进行汽车电子控制单元的开发。

但是，随着国内汽车电子开发人员与其外国同行之间的交流，他们正在逐步理解并接受此先进的汽车电子控制单元开发方法，并开始将其应用于自动化电子控制产品的开发。为了建立一个循环模拟系统，本文致力于建立燃料电池电源系统模型，包括燃料电池，电池，电动机，电动机和车辆模型，并以代码形式下载到计算机上，将它们连接到车辆控制器上，并在循环中进行验证，以验证能够验证型号是否可以验证能够验证能够验证能够验证的启动。范围以及控制器是否可以完成车辆控制。使电动机能够准确响应驾驶员的踏板命令，以便汽车可以以给定的速度行驶。然后由电动机驱动。

PEMFC有五种类型。112] 1171表2.1各种类型的燃料电池的比较各种类型的燃料电池类型的电解质导电离子操作温度燃料燃料氧化剂碱性碱性燃料电池KOHOH-800C细胞-650 OC改革氢，天然气固体氧化物燃料电池ZR02-纯化的天然气质子交换膜燃料电池目前是最有前途的电动汽车电源，与其他几个燃料电池相比，在电源密度方面，主要具有最高的电源，这是最高的电源，这是最高的电源。 2.采用固体电解质，没有变形，蒸发和其他问题。它需要使用贵金属铂（PT）作为电极反应催化剂。

纯电池电动汽车只有一个电源，燃料电池的所有电源均由燃料电池承担，其主要缺点是：1。燃料电池需要大量的动力，并且昂贵。单元格或超级电容器作为电源2-1。例如，考虑到当前燃料电池系统本身的某些特殊要求，当启动图2·LFC+B的结构时，需要加热空气压缩机或鼓风机，需要加热堆栈，氢气和空气需要加湿等等。燃料电池系统的成本增加了驱动系统的重量，体积和复杂性，并根据燃料电池所提供的电池的比例增加了电池的维护。

在车辆的驾驶过程中，燃料电池只能提供整个车辆的一部分。但是，除了用氢燃料加油外，还需要对电池进行加油，而燃料电池技术的成熟和燃料电池的性能逐渐改善，燃料电池提供的功率比例增加，这可以减少电池的能力，从而减少了一定的电源电池是主要能源，电池是辅助电源。电池只有在燃料电池开始时，车辆会爬上坡度并加速，并在车辆制动器中恢复了制动能量。超级电容器，完全放弃了寿命短，成本高和复杂使用要求的电池。

使用超级电容器的出色功能是长寿和高效率，可以大大降低使用成本，并有利于燃料电池汽车的商业促销和使用。加速（紧急制动），从而减少电池的负担并延长其使用寿命。 2.1.3燃料电池电动汽车的能量流量控制策略的分类是“传统的内部燃烧发动机混合车是驱动内燃机和电动机之间的动力，也就是说，在两个电力源之间的功率分布。在电动汽车中，电力和电的电力和电力是合成的在某个工作点上，氢的目标是在相对较低的氢消耗区域中的最佳效率，用作功率平衡的设备，以满足特定的车辆驾驶功率。

武汉科学技术大学的硕士纸池可以通过能量来获得最佳的单击，这将变得容易实施，也就是说，只要燃料电池开始，它将始终在最佳的固定点上工作，而无需考虑电池的充电和放电状态（SOC），但这会使电池更深入地变化。 1％的功率遵循的模式[16]。浅循环和排放设置的设置范围附近的电力范围。因此，保持电池始终是一定程度的莲花，尽管它增加了控制燃料电池系统的困难，但所有这些都对电池的寿命非常有益。

2.2本文中研究的燃料电池电动汽车的组成是燃料电池驾驶系统，形成了本文嘲笑的燃料电池电动汽车。在电动机和其他设备中使用的电动机在电动机中使用了20kW，实际上是使用20kW。当燃料电池发动机启动时，能量在加速或攀爬时提供电能。 2.回收再生制动反馈能量武汉科学技术硕士硕士在FCEV再生制动过程中的论文4.提供能量控制系统，照明系统，信号，仪表板，电气设备硕士硕士学位4.在停车系统，控制系统，照明系统，照明系统，信号，仪表板，电气设备，电气设备，提供燃料电池的能源以及燃料燃料的功能相关性。

在燃料电池的开头，在负载的开始时，电压迅速降低，并且随着载荷的增加，由于曲线的速度也大得多，而且输出电压也会降低。 2- 2- 2-main参数性能参数参数值参数值参数参数值参数值参数值参数值参数值参数值参数值参数值峰值峰值连续扭矩40NM扭矩40NM标称速度最大速度最大当前180A连续功率14kW tage 400V最大带电压450V最小 /最大工作温度-4腹部AC22-y和DMOC4稻‰tt =，iMot 12，一个秘密的IMOT 12燃料电池电动汽车驾驶电动机的这篇文章使用了美国电动汽车的AC22，武力科学技术大学和燃油电话的驾驶系统。

AC电动机的驱动力是武汉科学与技术的驾驶系统的驱动器。 ULE，能源流量管理模块，燃料电池控制模块，镍金属电池电池管理模块，DMOC电动机控制器模块，DC345电压转换模块，显示系统模块等。燃料电池电动汽车的整体结构图如图2.3所示。高压儿童的母体接缝= 2-3 2-3燃料电池电动汽车整体结构图IL后垂死yiyi I图2-4控制系统分布式可以网络系统组成框图每个模块组合框图可以通过CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN CAN，数据信息通过CAN ，数据信息通过Canal网络交换机传递。

武汉科学与技术的分发的功能是简短的，例如传统的车辆，不是速度 /速度的循环控制系统，但是当输出扭矩的速度比速度增加时，驱动器的速度非常重要。车辆控制模块有助于实现驾驶的意图，并实现两个电源的分配比例，并且燃料电池的两个电源将不可避免地会有它们所承担的共享和流动管理问题，也就是说预期的压力和湿度范围；实现对空气压缩机的动态控制，以满足系统的气压，温度和湿度的要求；在气体供应系统中，太高，切断，切断空气和氢的供应，使用镍金属氢化物电池的电源进行短期操作，以确保燃料电池的安全性。

DC345电压转换模块的功能是调整燃料的输出电压，以使其在一定范围内稳定下来，并弥补缺乏软燃料电池输出特征，平衡模块，通信模块和WEN中心处理通过与其他模块进行通信，以通过发送和分析各种数据，电池信息；通信模块实现电池管理系统的内部和外部通信，并且电池参数检测模块需要实时测量电池的电流，电压和温度不平衡，电池组释放的能量可最大化AC异步电机，电动机控制器根据扭矩要求控制电动机的气隙磁通量，转子电流和功率因子。显示系统在驾驶员和汽车之间建立了一个良好的信息交换平台，可以根据驾驶要求及时了解汽车系统的工作状态。

The uses DSP as the core, and its box is shown in 2-5. CAN控制器模块等。图2．5整车控制器硬件系统框图控制器核心控制芯片采用1rI公司的，该型号DSP芯片属于系列定点DSP，具有处理性能好()、外设集成度更高、 The of a and a speed of A / D are the of . -metal also {-. ' 2-6 OEM 2-6 shows the of the . The is of the pedal gear and the fuzzy . The main of the is: on the one hand, based on the 's motor to the ; on the other hand, to the load size, and the of the fuel cell and -metal , The ratio is .齿轮控制模块的控制模块根据模糊控制后的电压信号和齿轮信号转换为模糊控制模块的目标扭矩值。

这种扭矩值代表某些能量流程模块。闲置的速度是3至5V的驱动器，当驾驶员驱动时，该系统将汽车设置为三个齿轮，而1、2和3的最大扭矩为100％，75％，50％的驱动器，分别通过驾驶员的最大扭矩进行了调查。电动机。

车辆控制系统不是封闭的环路控制系统。从传统的控制和智能控制的角度，计算机数字控制，模糊控制系统的组成与一般的数字控制系统相似。

当建立模糊控制的规则库时，逻辑效果（模糊逻辑）在理论上越来越多。电池电量按照驾驶员的操作装备分为三个齿轮，即15kW，20kW 3齿轮（因为这辆车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车是汽车5kW的边距）。当齿轮上升时，坡度会在5秒内成功进行，但是当电池的SOC值也分为3个齿轮，即0-20％，20％85％和85％至100％。

当SOC少于20％，当SOC大于85％的SOC时，SOC的船长需要充电，当时不允许电池充电。汽车有四种类型的 / n，分别给出了两个电源的工作模式。启动garg /攀登坡度； d）减速和刷牙模式，电动机在发电状态下工作，并将电力系统的动能恢复到电力系统中，以回馈电源系统的动能，回到动力系统中，以回馈电源系统的动能，以回到动力系统的动力系统，以返回电力系统，以回到电力系统。 能量流（绝对不允许燃料电池体的输出电流逆转，DC / DC转换器也以一个路模式起作用，但DC / DC输出端具有一定的容量。电容器可以存储少量的反馈能量）。

船：氯气连接甏i髓 - 哭泣的能力连接：稳定的L∞一一～～～ ～～～车辆控制器，车辆控制模块和能量流程中包含的管理模块，包括其组成和控制策略，是意识形态模拟模型在环形模拟系统中的开发中的一个特别重要的工作。根据不同的设计目标进行系统，并确保模拟模型可以在某些约束和目标条件下解决系统的目标功能。它可以用作控制系统，因为控制系统为其功能测试和评估提供了准确的系统状态参数。

戒指模拟系统中的硬件的模拟应注意以下问题：对于复杂的原型系统，可能需要根据不同的目标功能（评估参数）来建立不同的模拟模型，从而大大提高系统建模的系统建模，以降低系统模型的效果相应的关系是不可避免的，并且在模拟过程中简化了真实的时间和可靠性。和组件当前部分的扭矩值，然后将其传递到发动机模块和电池模块计算其实际功率为止。

在完成后的路径计算之后，按照发动机模块和电池模块到车轮模块的应用，根据实际功率流的方向（即前路径），可用的速度和扭矩值逐步通过，直到汽车车轮模块的模块以及仿真的simer simal simal simal simal simal in of IS均已计算。补充模拟方法，还可以确保模拟结果的准确性。建立组件或系统建模3.2燃料电池电动汽车的每个组件模型3.2.1燃料电池特性的分析和建模3.2.1.1燃料电池的工作原理和特征1.质子交换膜的工作原理燃料电池的结构是旧的单蛋白交换膜燃料的旧单体，如图3-2所示。科学与技术的作用是将反应物质提供给反应区域，并作为催化层，作为电化学反应线；

对于燃料电池组，它还包含向反应性气体提供双极板的通道，可以将氧化剂分开和减少燃料的燃料（燃料）的功能。 202 - * - H20+热能+电能的基本单元是单个电池的电池。功能齐全的电源系统还必须配置燃油供应和循环系统，空气供应和循环系统，水 /热管理系统以及系统的控制系统。循环系统和氧化剂及其循环系统主要为质子交换膜燃料电池提供燃料和氧化剂，主要使用水 /热管理系统；操作。

2. Basic of fuel cells "4 Wuhan of and 's film fuel cell work on three : First, the work of the 's of Wuhan of and in the pile It on the three : first, the of the heap ; the other is the of the fuel cell; the third is the water and of the fuel cell . The of fuel cells is first to the of the heap: A). Power, and ; C). The of is shown in the below for a 1kw The , and power of PEMFC heaps can be seen from the that as the (that is, the ), the , but the power , but the to 100A ( At 500mA / CM2), the power of the was 1.2kW ( to 0.3W / CM2). .

, there is no "ideal" fuel cell , which can only the of the heap to a high at a , which is both high -power and high . The of the can only meet the of the final . As for high and long life, this can only be under the high (the is ). The of PEMFC is to the score of the gas. , the the gas , the the fuel cell , the of ( or air) on is more . As shown in the above, the ratio of H2 to air is 0.3MPa / 0.3MPa than 0.1MPa / 0.1MPa. In order to the of and , and Wuhan and The 's cause and the on both sides of the . In order to that the has good , it must its humid . , the by - water by the be water as much as .

Due to sub -, the of PEMFC 800C under , at 0.4MPa ~ 0. SMPA not be than 1020 (2. As shown in the below is the of on the of fuel cell , it can be seen from the that as the rises, the value of the zone of the - curve zone the value . This means that the of the is . In this way, under the same , the , the power of the fuel cell , and the is also . This is the range, the is high. gas to , and will from anode to . These will play a role in . The in the in the gas CO, CTH, N2, etc. The of C in the fuel gas has a very on the of fuel cells. It is due to the of H2 and C02 on the anode N . CO . one curve, It can be seen that the of fuel cells when using air as an . Low for .

3. The of the mass fuel cell ㈣ Due to the and power of the fuel cell , the of the use must be to meet the use . For : 's of Wuhan of and is a small fuel cell group (1.5kW) for power for packs. The are low. Wuhan of 's 's is a small fuel cell group of power for packs. (1.5kW), the are low, only 28.5V, so that 50 need to be . If the is too low, the will cause the to be too large, in too thick wires and low . fuel cell is more . to the of fuel cells, after the fuel cell gets the power , first of all, the fuel will how much fuel is to the fuel cell. At the same time, it is to in the and of fuel cells. The work of fuel cells will bring , and in the state of the fuel cell. , the of fuel will be . and power, fuel and ( heat), the of on the of the fuel cell work must be . to these , the main of the fuel cell are to the state of the fuel cell, and the data in the model is . The .

3 2 1 2 fuel cell built -up 1 Based on the above of the fuel cell, a fuel cell model of is , and the of the curve model is now . The model of the fuel cell is on the basis of the model. The of the math model line model of the curve is as : (can power H X ) I ( power) ( power) = ( power (fuel (fuel ” (燃料使用量只所需的燃料总量)一(剩余的燃料) (燃料需求总量只燃料消耗量)／(燃料使用因数)(燃料消耗量)--f(电流密度)(燃料使用因数)--f(电流密度) (系统电压)鼍单元电压)×(单元数)×(堆栈个数) (单元电压)=《电流密度) (系统电流)=(电流密度)×(单元面积)×(串数)(电流密度)=f【功率密度) (功率密度)=(功率需求)／(串数)／(堆栈数)／(单元数)／(单元面积)(功率需求)= (系统功率需求)十求和(附件功率需求(前一时间步长的燃料消耗量)(燃料消耗的加仑数)=求和(每一段时间步长的燃料消耗量) (每一段时间步长的燃料消耗量)：(燃料消耗量)X(温度修正因数) (温度修正因数)=l+((95一(冷却剂温度))／(75))“3．1武汉理工大学硕士论文(冷却剂温度)=(前段冷却剂温度H温度变化量)／(时间改变量)×(时间步长)武汉理工大学硕士论文(冷却剂温度)=(前段冷却剂温度H温度变化量)／(时间改变量)×(时间步长)(温度变化量)／(时间改变量产1．1×(key On=1)X(--109(1-40／75)／218)×(95一(上一时段冷却剂温度)H1一O【ey on=1))×(gamma)X((前一时段冷却剂温度)一环境温度)(gamma)气一8．22e一5×(车速卜8．09e-6×4—1．45e-4)X．45 (每一个时间步长的热排放)=(由电流密度造成的纯热排放)×(温度修正因数)(标准温度)=(95--(7-令却剂温度))／(75) 对于CO：(温度修正因数)----1+9．4×(标准温度)^3．21 对于NOx：(温度修正因数)=1+0．6×(标准温度)^7．3 对于HC：(温度修正因数)=1+7．4×(标准温度)^3．0722．利用建立极化曲线模型图3-6即为极化曲线模型的总体框图。

图3-6极化曲线模型总体结构极化曲线模型包含燃料电池系统子模块和燃料总消耗量及排放子模块组成；另外，燃料电池模型根据燃料电池的暖机状况决定是否向外提供功率。图3．7燃料电池系统模型武汉理工大学硕士论文图3．7为图3-6中燃料电池系统(fuel武汉理工大学硕士论文图3．7为图3-6中燃料电池系统(fuel cell )子模块的内部结构，在燃料电池模型中，电堆需要提供的功率是外部需求功率与附属设备消耗的功率之和，而附属设备消耗功率具有一定惯性即是上一个步长里燃料消耗量的函数。燃料电池经计算得出实际可输出多少功率，而外部能够接受的功率则是电堆实际能够输出的功率与附属设备的功率之差，附属设备消耗的功率则是当前燃料电池消耗量的函数，计算方法与前相同。图3．8燃料电池堆模型图3．8是图3．7中燃料电池电堆(Fuel Cell Stack)子模块的内部结构，在电堆模型中，系统电流是功率密度的函数，而燃料消耗量、单元电压是电流密度的函数，电堆可提供功率是电流和电压的乘积。3．2．2镍氢电池建模3．2．2．1镍氢电池工作原理及特性嘲1．镍氢电池工作原理镍氢电池由镍氢化合物正电极、储氢合金负电极以及碱性电解液(比如30％的氢氧化钾溶液，组成，充、放电时的电化学反应分别表示如下； 镍氢电池的电极充电反应：正极：Ni(OH)2+OH---NiOOH+H20+e公式(3-1)负极：M+}b∞FOH．+MH公式(3．2)镍氢电池的放电反应就是公式(3．1)、(3-2)的逆反应。

在负极的反应里， MH在这里不是化合物，而是充电后负极生成的氢气附着于金属M上，当蓄电池过充：正极：40H=02+2H20+e公式(3-3)负极：2H20+e=H2+20H'公式(34)武汉理工大学硕士论文镍氢电池内部是高压状态，正极和负极生成的氢氧重新生成水，不会出现气武汉理工大学硕士论文镍氢电池内部是高压状态，正极和负极生成的氢氧重新生成水，不会出现气体积累产生燃烧爆炸的危险。过充只产生大量热量，即由电能转成热能，氧化金属M，降低金属M的吸氢能力，减少了镍氢电池的使用寿命。吸氢电机自放电是一个复杂的问题。自放电原因是制作吸氢电极吸氢合金M 的选择不当，毕竟M和H2的结合不是是化学反应，而是物理结合。在室温下， H2会自动从M上脱离，伴随放热现象。2．镍氢电池电阻及其电动势电池的内阻一般都非常小，而且不是常数。它会随着电池的soc、温度、使用时间等发生变化。当温度比较低时，电化学反应不易发生，反应阻抗就相对偏离。当温度比较高时，物质的电化学反应活跃，反应阻抗就相对较低。镍氢电池的内部阻抗非常小，具体阻值根据电池的制作工艺及其电池温度和SOC决定。 SOC在60％左右时内阻最小，在2D％到80％区间，阻值不会有太大的变化。

我们可以将它近似看成一常数。在电池小电流充放电时，电池的内阻可以忽略。但是在大电流充放电时电压会有一个很明显的升降压现象。例如，当一个400V的蓄电池以200A电流放电时，总阻抗是2 Q，而内阻大约有0．5o，有25％的能量通过内阻转换成热量。一方面这样会使放电效率大大降低，另一方面电池内阻温度迅速升高。而温度的升高又会导致内阻更高。为了把车载蓄电池温度保持在一定范围内，既要通过通风措施控制电池的环境温度，间接降低蓄电池内部温度， 降低内阻的对充电效率的影响，还有严格控制蓄电池的最大放电电流。如果蓄电池电荷容量S0c超出205-80％这个范围，蓄电池内阻也会迅速升高。对于车载大电流组而言，就会出现单体电池内阻不一致。如果继续使用，会加快本来已经严重损坏的电流，并导致寿命较好的蓄电池也迅速老化，影响整体蓄电池组的使用寿命。因此需要我们在200／0-800,4范围内准确估测电荷容量SOC，使蓄电池尽可能在这个范围内循环工作，确保蓄电池的正常使用。我们前边说过，蓄电池过充时氢气和氧气在高压下发生化学反应，重新生成水，不会因为气体积累发生爆炸。 但是持续过充会使电池的负极金属M发生氧化反应，降低它的吸氢能力，会增加电池的内阻。

而金属M被氧化后是不可恢复的。为了实现不发生过充现象， 首先就要准确估测电池的SOC，特别是估测不能低于实际电池剩余电量，保证蓄电池在合理有效的范围内充电，这也从另一个侧面反应电池管理系统的重要性。电池电动势的大小由电池电化学反应和条件决定，与电池的形状、尺寸无关。 电动势是电池产生电能的推动力。我们从镍氢电池的充电化学反应方程式分析。 正极电解液中的0}r减少，正极电解液的电动势升高。负载的电解液生成oH一离子， 负极的电动势升高。对正极来说，浸入碱性电解液后可以看作是半导体，当正极充电发生氧化反应，电极表面的质子通过界面双层与正极表面的Off离子结合生武汉理工大学硕士论文成水。当正极的电压达到一定程度，会使正极表面层中部的Ni(oH)。生成氧气。武汉理工大学硕士论文成水。当正极的电压达到一定程度，会使正极表面层中部的Ni(oH)。生成氧气。 也就是我们前边描述过的过充化学反应。一般蓄电池的最大单体电压在1．4V左右，继续充电电动势反而会有所下降。电极的电势不但与离子的活度有关，而且还依赖于蓄电池内部的压力。3．蓄电池的极化电压蓄电池充放电的时候，一方面是由于电池内阻而产生升压降，还有一个原因就是电池极化。

它随着充电时间和强度的不同，使电解液中产生离子浓度梯度。 根据实验观察，在长时间持续充电条件下，电池的极化电压累计到一定程度就不会继续升高。即使继续充电，电池的端电压只会随电量的累积而缓慢升高。 即随着极化电压的不断升高，电解液内的离子扩散速度在加快，弱化了电池的极化速度，直到电极附近电化学反应新增离子和物理扩散离子达到平衡，就会形成一个稳定的极化电压。当充电结束后，随着离子的自由均匀扩散，极化电压会逐渐消失，极化电压消失是个大时间常数的指数过程。静置半小时，蓄电池开路电压可以基本接近当前SOC对应的开路电压。极化电压现象完全消失还需要更长的时间，并伴随自放电现象。但是蓄电池的极化电压到底与充电电流强度和充电电流时间如何确立一个关系我们现在还没有一个准确的定论。 3．2．2．2镍氢电池数学模型在燃料电池汽车能量源的建模中，蓄电池的建模是比较复杂的。由于蓄电池在充放电时伴有复杂的电化学反应，其产生的温度导致电池的温度也会发生变化，即蓄电池的电化学特性是一个与各种随机变量相关的非线性函数。当今描述蓄电池的数学模型很多，有方程、模型、基于神经网络的电池模型等。

本文用了一种较为简化的模型，在该模型中，电池被简化为相互串联的一个理想电压源E(soc，D和一个内阻R(SOC，D，同时考虑了温度因素的影响， 本文称之为“开路电压一内阻”模型，其等效电路图如下图(图3．9)所示。仿真过程中，电池根据电机的功率(驱动或充电)及当前的SOC值计算电流I、端电压V、功率损耗、温度变化等参量，然后根据得到的参量值计算SOC值变化量。一V+图3-9“开路电压一内阻”模型等效电路图1．镍氢电池子模型的建立下图(图3-10)为利用SI～IULIK建立的镍氢电池模型图，此模型为开路一电武汉理工大学硕士论文压内阻内阻。虚线框内的为几个主要的子模块标号为1、2、3、4、5分别为镍氢武汉理工大学硕士论文压内阻内阻。虚线框内的为几个主要的子模块标号为1、2、3、4、5分别为镍氢电池开路电压和电池内阻计算子模块、功率需求限制子模块、工作电流计算子模块、电池SOC计算子模块、电池热模块。在此只介绍前四个模块。．．、：：：：：：¨，图3一lO镍氢电池总体模型图图3-11SOC计算方法图3．11为模型中计算电池SOC的框图，在SOC计算子模块中，SOC根据以下式子计算：SOC=(电池组初始可用容量-电池组消耗电量Ah used)／电池组最大可用容量：电池组最大可用容量是温度trap的函数，通过试验数据表cool eft插值得到； 电池组初始可用容量=电池组最大可用容量×(1-初始SOC值eS$init soc)； 电池组消耗量Ah used通过对时间的积分得到。

武汉理工大学硕士论文图3-12开路电压和内阻计算图武汉理工大学硕士论文图3-12开路电压和内阻计算图图3一12为开路电压和内阻计算子模型，在该模型中，单体镍氢电池的开路电压(voc)和内阻(充电内阻Rchg和放电内阻Rdis)均是由电池当前S0c和温度(mod temp)决定的。S0c和温度通过试验数据表插值得到开路电压和内阻(充电内阻和放电内阻)值。电池组开路电压(pack )则是单体电池开路电压乘以单体电池个数()得到。图3．13功率需求限制子模块图3—13为功率需求限制子模块，在此模型中，规定当电池能量已经接近耗尽时，不再向外输出能量。电池组输出电压必须同时满足不低于电池开路电压的一般1／2Voc、电机最低工作电压me—min—volts、电池组最低工作电压值ess min volts×，由此算得电池组的最大工作电流值为(开路电压Voe一最低工作电压)／Eg池内阻。电池组最大输出功率为电池组最大工作电流×对应最大工作电流的工作电压。武汉理工大学硕士论文图3．14工作电流和负载电压计算模块武汉理工大学硕士论文图3．14工作电流和负载电压计算模块图3．14为工作电流和负载电压计算子模块，由于把蓄电池等效成一开路电压．内阻模型，既工作电压=开路电压Voc．等效内阻RxI作电流．根据基尔霍夫定理求得。输出功率=(电池组开路电压voc×电池组工作电流D一电池组内阻RX(工作电流I)2，变换得R12一(roe x I)+P=0，解二元一次方程得r-—1lV—oc—2_-4