PEM燃料電池助動(dòng)車控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，能源消耗不斷增加，伴隨而來(lái)的是能源緊缺和環(huán)境污染。世界各國(guó)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(jìn)氫能的開發(fā)利用，并使之逐漸替代石油是世界各國(guó)提出的解決方案之一。氫氣的制備，不僅可以通過(guò)化石能源，還可以利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等可其他可再生能源。質(zhì)子交換膜燃料電池作為把氫能轉(zhuǎn)化為電能的理想裝置，因其具有運(yùn)行溫度低，電流密度大，無(wú)環(huán)境污染，啟動(dòng)速度快等特點(diǎn)而受

2、到廣泛關(guān)注，被認(rèn)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(dòng)力源或便攜式電源。目前，在中國(guó)還有大量的蓄電池助動(dòng)車、燃?xì)庵鷦?dòng)車。蓄電池助動(dòng)車每騎行一定距離后，就必須對(duì)蓄電池進(jìn)行充電；燃?xì)庵鷦?dòng)車在騎行過(guò)程中會(huì)消耗化石能源，同時(shí)排放的尾氣會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。若使用質(zhì)子交換膜燃料電池作為助動(dòng)車的動(dòng)力源，不但不需要對(duì)其進(jìn)行充電，而且無(wú)尾氣排放，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。因此本文研發(fā)了質(zhì)子交換膜燃料電池助動(dòng)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。然后介紹了燃料電池的基本原理和分類，重點(diǎn)闡述了質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和電特性。然后介紹了對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池性能影響較大的幾個(gè)因素，包括反應(yīng)氣體供給方式和尾氣排放時(shí)間。本文中采用空氣作為反應(yīng)的氧化劑，直接由風(fēng)扇將空氣壓縮入燃料電池的氣體通道；由金屬氫化物儲(chǔ)氫瓶向燃料電池提供氫氣；通過(guò)調(diào)節(jié)燃料電池陰極側(cè)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)燃料電池電堆的工作溫度和反應(yīng)氣體濃度。其次，本文闡述了無(wú)刷直

4、流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行特性，推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)模型，詳細(xì)介紹了無(wú)刷直流電機(jī)的PWM控制原理。研究了質(zhì)子交換膜燃料電池助動(dòng)車控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。研發(fā)出基于PIC18F4520的質(zhì)子交換膜燃料電池助動(dòng)車控制器。完成了助動(dòng)車的1:1助力，堵轉(zhuǎn)保護(hù)，柔性剎車，助動(dòng)車的啟動(dòng)和調(diào)速，過(guò)流保護(hù)，限流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，欠壓保護(hù)，實(shí)時(shí)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(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步完善并優(yōu)化了質(zhì)子交換膜燃料電池助動(dòng)車