PEMFC汽车模型仿真分析与电压控制方法研究

以质子交换膜燃料电池（PEMFC）汽车为研究对象，搭建PEMFC半经验半机理模型，得到了输出电压、功率和效率与电流密度之间的定性关系，为PEMFC汽车输出电压控制策略提供了合理的仿真平台。基于PEMFC电堆的动态电压模型，设计了一套适用于PEMFC汽车输出电压控制的模糊PID控制策略，能在负载电流突变时保证PEMFC输出电压快速准确地稳定在期望值。     

车用质子交换膜燃料电池系统中气/气增湿器动态建模与影响因素分析

为研究车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统的动静态特性,调节电堆入口气体相对湿度,匹配和优化PEMFC系统,本文中建立了其气/气(G/G)增湿器的动态数学模型,特别考虑了膜中水传递的动态特性。从PEMFC系统层面上对增湿器干侧出口气体相对湿度的若干影响因素进行了分析,得出一些有益的结论。     

考虑PEMFC动态降载特性的FCV制动能量回收协调控制

为使燃料电池汽车(FCV)更大程度回收制动能量,基于质子交换膜燃料电池(PEMFC)动态降载特性,研究了一种FCV制动能量回收控制策略。建立燃料电池汽车动态特性模型,提出考虑PEMFC动态降载特性时基于协调的制动能量回收控制策略,用自行搭建燃料电池汽车制动能量回收硬件在环(HIL)仿真平台进行仿真。结果表明：与基于规则的控制策略相比,本文提出的基于协调的控制策略下,动力电池荷电状态(SOC)在城市工况下提高1.3%,在高速工况下,提高2.0%;对应的最大冲击度分别降低3.2%、2.1%。因而,燃料电池汽车回收更多的制动能量的同时,制动舒适性有一定程度的提高。     

燃料电池系统仿真分析及测试验证

燃料电池系统包含电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统，涉及零部件众多。因此在研发初期，通过系统仿真的手段建立燃料电池系统模型，对系统开发具有指导作用。本文首先依据零部件的试验结果及特性参数进行零部件虚拟标定，建立精确零部件模型；然后根据系统流程图搭建完整的燃料电池系统仿真模型；最后通过仿真计算，对系统关键输出性能参数进行评估和预测。将仿真结果与测试数据进行对比校核，结果表明：模型仿真结果与测试数据平均绝对百分比误差最大为4.33%，吻合度较高，验证了此系统仿真模型精度较高，可用于燃料电池系统性能研究，对今后研发燃料电池系统具有重要的指导意义。     

水冷PEMFC热管理系统建模和控制

为了维持质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）工作在合理的温度区间,文章首先建立了PEMFC热管理系统的电堆温度模型和电堆冷却回路模型,然后建立了PEMFC本体模型,并进行了本体模型的验证,采用基于Bang-Bang控制的热管理控制策略,并进行了离线仿真和快速控制原型试验。结果表明：在不同的电流负载变化的情况下,电堆能够很好地保持在目标温度（70±1）℃,散热器冷却水温度保持在目标温度（70±2）℃,达到了预期的控制效果。     

基于人工神经网络的挡板式直流道质子交换膜燃料电池性能优化

首先建立了三维、稳态、恒温的挡板式直流道挡板式质子交换膜燃料电池（PEMFC）单体模型,深入分析了挡板高度、宽度、位置（用与流道出口的距离表示）对PEMFC性能的影响。然后基于仿真数据,建立人工神经网络模型,分别以挡板高度、宽度、位置为输入,以0.7 V时的电流密度为输出。经过训练,模型的测试精度达到了理想的94.812%。最后对13 671组数据集进行预测以选出最佳的性能方案,并通过仿真与实验进行进一步最优方案的验证。结果表明：在挡板高度、宽度、位置分别为1 mm、0.35 mm、3 mm时,PEMFC的电化学性能最优。     

混合型氢燃料电池城市客车能量管理策略

分析PEMFC特性和城市客车运行工况特点,确定以动力电池SOC为控制变量的能量管理策略.结合MATLAB/Simulink和AVL/Cruise软件进行整车联合仿真,并在实车上进行验证.     

高压共轨喷油系统电磁阀特性试验与仿真研究

分析了高压共轨系统中电控喷油器的关键部件高速控制电磁阀驱动特性,建立了电磁阀仿真计算模型,对高压共轨系统电控喷油器电磁阀进行了试验与仿真研究。仿真结果与试验结果比较一致,证明了模型正确可靠,表明利用仿真模型可以较好地模拟电磁阀主要参数对电磁阀动态响应特性的影响。实践表明,仿真计算为电磁阀的设计提供了一种新的研究手段。     

电控组合泵燃油喷射特性仿真与试验

利用GT-FUEL与Simulink的耦合仿真模型对自主开发的电控组合泵系统工作特性进行了仿真分析,并结合试验结果进行了对比研究.仿真和试验对比结果表明:利用耦合模型可以很好地分析运行参数对燃油系统喷油特性的影响,并为组合泵的开发和燃油系统控制策略设计提供指导性意见.     

基于AMESim的电控汽油喷射器喷射仿真研究

电控汽油喷射器是汽车发动机电控汽油喷射系统中最关键、技术难度最大的部件，为研究电控汽油喷射器特性参数对其喷射效果的影响．采用工程系统仿真软件AMESim建立电控汽油喷射器喷射仿真系统模型．对其进行分析研究，为实现电控汽油喷射器的结构优化设计提供了依据。     

制动反应时间的研究与计算

研究气压管路的动态特性的仿真实现方法对气压系统优化设计及其性能析具有重要的意义。以AMESim库中的基础元件为基础,建立制动系统模型,对气压管路的动态特性进行仿真的分析方法,通过试验验证表明该仿真方法应用于管路的动态分析实用方便;创建的管路模型及得出的仿真结果可为制动系统反应时间的优化提供指导方法。     

轿车液压助力转向系统的仿真分析

本文通过建立液压助力转向系统的物理、数学和仿真模型，进行计算机仿真分析和验证，寻找影响液压助力转向系统动态特性的主要参数及其影响规律。     

汽车电动助力转向系统的H∞控制研究

在对汽车电动助力转向系统(EPS)进行分析的基础上，构建出系统模型，设计出鲁棒性好的H∞控制器，并在多种环境下进行了仿真研究。仿真结果表明，基于H∞控制的EPS具有较强的鲁棒性，在改善转向系统操纵性的同时，可保证驾驶员能获得较满意的路感，从而获得较好的转向特性。     

质子交换膜燃料电池(PEMFC)移动电源技术

燃料电池(FC)是一个新兴的研究领域。质子交换膜燃料电池(PEMFC)技术目前正处于实验室研究开发和逐渐走向实用化的阶段。介绍了PEMFC的单电池组成和工作原理,分析了PEMFC的技术发展及其特点,提出了新型PEMFC移动电源系统的体系结构,详细研究了PEMFC移动电源研发的关键技术,并指出了PEMFC移动电源技术的发展趋势。     

汽车电动助力转向系统的仿真分析

文中用ADAMS/Car建立带有电动助力转向系统(EPS)的整车多体动力学模型,对EPS3种助力特性进行了研究,并在所建模型基础上进行助力特性的仿真分析。     

动力总成半主动悬置动态特性仿真与试验研究

分析了某轿车动力总成半主动悬置的结构及工作原理,应用键合图理论建立了该悬置系统键合图模型和数学模型,并进行了系统动态特性仿真计算。仿真结果与台架试验结果对比表明,悬置在低频段仿真与试验结果具有良好的一致性,验证了采用键合图方法研究悬置低频动态特性的适用性和可信性。该研究可为半主动悬置结构设计及动态特性仿真分析提供参考。     

车用燃料电池发动机模型搭建及仿真研究

利用AMESim搭建质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机单电池和电堆瞬态仿真模型,同时利用某80 kW质子交换膜燃料电池电堆试验数据验证了该仿真模型的正确性,为燃料电池的仿真及预测分析提供了一种新的工具.通过此模型研究了燃料电池电堆的运行参数如气体压力、温度等对电堆性能的影响,同时也预测了阳极侧杂质气体含量对电堆性能的影响.     

基于单/双点线性化的质子交换膜燃料电池发动机温度预测控制研究

在已有的45 k W级质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)发动机模型的基础上,将电堆冷却液旁通阀开度、大循环旁通阀开度、水泵转速、风扇开度设定为操控变量,电堆温度设定为输出量,分别设计了单点线性化全工况预测控制(Model Predictive Control,MPC)控制器和两点线性化双MPC控制器,对PEMFC发动机电堆温度进行控制和分析。在相同的仿真环境条件下,分别运行两种控制算法进行仿真运算,并对其结果进行对比分析。仿真试验结果表明,两点线性化双MPC控制的控制效果优于单点线性化全工况MPC控制。     

HEV驱动系统的键合图建模和仿真计算

在深入研究某种混合动力汽车(HEV)驱动系统及其各单元动态特性的相互关系的基础上，运用键合图原理对该系统进行数学建模，并应用Matlab／Simulink进行仿真计算和研究。研究表明，所建模型较准确地反映HEV的动态特性，并发现由于多动力耦合中弹性与柔性耦合影响导致的载荷与运动波动，并证明调整阻尼可有效减小波动。     

驾驶员最优预瞄纵向加速度模型

利用预瞄跟踪理论、模糊决策理论和非线性系统描述函数法建立了一个驾驶员速度控制模型，即加强员最优预瞄纵向加速度模型，仿真结果表明，该模型通过对驾驶安全性、合法性、轻便性、驾驶员自身滞后特性及汽车动力学系统强非线性特性的考虑，可以有效地模拟驾驶员控制汽车速度的行为特性，为人-车-路闭环系统中速度控制研究提供了一条可行途径。