PEM燃料電池助動車控制系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，能源消耗不斷增加，伴隨而來的是能源緊缺和環(huán)境污染。世界各國為了解決這一難題，都在努力尋求可替代的清潔能源。氫能的利用有助于解決全球能源緊缺和環(huán)境污染問題，因此推進氫能的開發(fā)利用，并使之逐漸替代石油是世界各國提出的解決方案之一。氫氣的制備，不僅可以通過化石能源，還可以利用太陽能、風能、潮汐能等可其他可再生能源。質子交換膜燃料電池作為把氫能轉化為電能的理想裝置，因其具有運行溫度低，電流密度大，無環(huán)境污染，啟動速度快等特點而受

2、到廣泛關注，被認為是傳統(tǒng)電池的理想替代品，特別適合作為新一代新能源車的動力源或便攜式電源。目前，在中國還有大量的蓄電池助動車、燃氣助動車。蓄電池助動車每騎行一定距離后，就必須對蓄電池進行充電；燃氣助動車在騎行過程中會消耗化石能源，同時排放的尾氣會對環(huán)境造成污染。若使用質子交換膜燃料電池作為助動車的動力源，不但不需要對其進行充電，而且無尾氣排放，不會對環(huán)境造成污染。因此本文研發(fā)了質子交換膜燃料電池助動車控制系統(tǒng)。
　　本文首先介紹了

3、燃料電池的發(fā)展歷史、國內外研究現(xiàn)狀和應用前景。然后介紹了燃料電池的基本原理和分類，重點闡述了質子交換膜燃料電池的基本結構、工作原理和電特性。然后介紹了對質子交換膜燃料電池性能影響較大的幾個因素，包括反應氣體供給方式和尾氣排放時間。本文中采用空氣作為反應的氧化劑，直接由風扇將空氣壓縮入燃料電池的氣體通道；由金屬氫化物儲氫瓶向燃料電池提供氫氣；通過調節(jié)燃料電池陰極側風扇的轉速來調節(jié)燃料電池電堆的工作溫度和反應氣體濃度。其次，本文闡述了無刷直

4、流電機的基本結構、工作原理和運行特性，推導了其數(shù)學模型，詳細介紹了無刷直流電機的PWM控制原理。研究了質子交換膜燃料電池助動車控制系統(tǒng)的設計方案。研發(fā)出基于PIC18F4520的質子交換膜燃料電池助動車控制器。完成了助動車的1:1助力，堵轉保護，柔性剎車，助動車的啟動和調速，過流保護，限流保護，過壓保護，欠壓保護，實時顯示燃料電池電壓、電流、金屬氫化物氫氣瓶剩余氫氣量等功能。最后，經過反復實驗，進一步完善并優(yōu)化了質子交換膜燃料電池助動車