發(fā)布時(shí)間：2020-04-29 21:38

【摘要】：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物流業(yè)也在蓬勃發(fā)展,裝卸搬運(yùn)作業(yè)作為物流運(yùn)輸中的關(guān)鍵一環(huán),對物流系統(tǒng)的作業(yè)效率影響很大。常用的裝運(yùn)搬卸設(shè)備有各類叉車、堆高機(jī)、起重機(jī)、輸送分揀機(jī)等,目前此類設(shè)備的動力主要是內(nèi)燃機(jī)和蓄電池。但是以內(nèi)燃機(jī)和蓄電池為動力的傳統(tǒng)叉車存在排氣污染、噪聲以及廢舊電池污染等問題,在能源緊缺、倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)今世界,高效、無噪聲、無污染的燃料電池叉車逐漸嶄露頭角,成為美、日巨頭企業(yè)及眾多學(xué)者研究熱點(diǎn)。本文利用合力CDD10-070電動叉車的參數(shù),設(shè)計(jì)了以質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)為主動力源,鋰離子蓄電池(Li-Ion)為輔助電源的混合動力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并進(jìn)行了參數(shù)匹配。作為混合動力系統(tǒng)的主動力源,PEMFC是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng),其輸出特性受到多種因素的影響。因此本文建立了考慮雙電層電容作用的質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)電壓動態(tài)模型,利用研制的風(fēng)冷自增濕DXFC-200質(zhì)子交換膜燃料電池和燃料電池測試系統(tǒng),證明了模型的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,并在Matlab/Simulink平臺上進(jìn)行仿真。在單因素縱向分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多因素橫向比較,結(jié)果表明,工作溫度對電池輸出特性影響更顯著。在完成混合動力系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動力源匹配以及對主動力源—PEMFC輸出特性詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上,在Matlab/Simulink中建立了 PEMFC、鋰離子蓄電池、DC/DC變換器、叉車負(fù)載和功率跟隨式能量管理策略的模型。針對混合動力系統(tǒng)提出了功率跟隨式的能量管理策略,實(shí)測了叉車不同工況下的功率需求情況,利用所建模型以及實(shí)測工況進(jìn)行仿真分析,驗(yàn)證了所匹配動力源以及能量管理策略的有效性。最后在建模仿真的基礎(chǔ)上,搭建了一套PEMFC混合動力系統(tǒng)縮比實(shí)驗(yàn)平臺,并利用電子負(fù)載模擬叉車工況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:功率跟隨式能量管理策略可以有效實(shí)現(xiàn)PEMFC和蓄電池功率的合理分配,滿足負(fù)載功率需求。
【圖文】：

２．１．１純?nèi)剂想姵貏恿ο到y(tǒng)（ＦＣ）逡逑純?nèi)剂想姵貏恿ο到y(tǒng)（ＦＣ）只有唯一的動力源一燃料電池，由其提供車輛運(yùn)行所需逡逑的全部功率，ＦＣ動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２－１所示。逡逑燃料電池系統(tǒng)邐ＤＣ／ＤＣ變換器逡逑圖２－１純?nèi)剂想姵貏恿ο到y(tǒng)（ＦＣ）結(jié)構(gòu)逡逑該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下：逡逑（１）

逡逑動力源的混合動力系統(tǒng)受到越來越多的青睞，其動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖２－２所示：逡逑燃料電池系統(tǒng)邐？邋ＤＣ／ＤＣ變換器，，、逡逑蓄電池逡逑圖２－２燃料電池／蓄電池混合動力系統(tǒng)（ＦＣ＋Ｂ）結(jié)構(gòu)逡逑根據(jù)燃料電池和蓄電池的主輔不同，燃料電池和蓄電池混合動力系統(tǒng)（ＦＣ＋Ｂ）又逡逑分為能量混合型和功率混合型兩大類。能量混合型以蓄電池作為主動力源，燃料電池作逡逑為輔助動力源。能量混合型動力系統(tǒng)由于需要較大功率的蓄電池，導(dǎo)致整車質(zhì)量增加，逡逑空間局促。在燃料電池技術(shù)研發(fā)的早期，由于燃料電池功率較小多采用能量混合型，隨逡逑著燃料電池技術(shù)的不斷突破和發(fā)展，以燃料電池為主動力源、蓄電池為輔助動力源的功逡逑率混合型逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。功率混合型動力系統(tǒng)中蓄電池主要用來回收制動產(chǎn)生的能逡逑量，只需要在整車功率需求較大時(shí)提供不足的功率，對蓄電池容量需求減少，因而整車逡逑質(zhì)量減輕、動力性提高［６２］。逡逑如圖２－２
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM911.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2645029