一、电动自行车用200W至500W质子交换膜燃料电池电源系统研制（论文文献综述）
于承雪,张心周,张科,刘阳,沈艺[1]（2021）在《小型氢燃料电池的应用现状及发展趋势》文中认为燃料电池技术具有能量转化率高、无环境污染、低噪音、可靠性高、氢燃料来源广泛等特点,已成为世界各国重点发展的技术之一。概述了氢燃料电池原理、特点,分析了国内外小型氢燃料电池在便携式电源、无人机、热电联供系统、自行车、摩托车上的应用现状和趋势。未来,小型氢燃料电池将大量投入到人们的生活当中,改变日常生活习惯。
张露文[2]（2019）在《基于燃料电池的复合电源管理系统设计与实现》文中研究指明随着社会发展和科技进步,能源在人类生产和生活中起着举足轻重的作用。氢氧燃料电池具有便携性强、产物不污染环境等优点,能量转换效可达到6080%,是最广泛应用的能源之一。然而氢氧燃料电池在启动和关闭阶段输出不稳定,最大工作电流受到电极面积影响,作为独立电源使用存在一定弊端,而锂电池输出平稳,并可实现快速充放电。因此,考虑建立基于燃料电池的复合电源管理系统,两种电源相结合,优势互补,这对能源技术的发展具有重要意义。本文首先针对氢氧燃料电池和锂电池工作原理展开研究,测试分析两种电源工作特性,对比得到两种电源性能优缺点。建立基于燃料电池的复合电源管理系统,并分为系统感知输入、复合策略决策、复合策略执行三步完成。设计复合电源管理系统硬件板,具有给锂电池充电、负载功率检测、开关仲裁、锂电池电量检测等功能。设计完成普通充电（1A）和快速充电（4A）两种充电模式,充电功率最高可达56W;可检测负载电流范围020A,负载电压范围为0-22V。通过优化电路布局、接口设计等工作,与初版电路板相比,优化后硬件板尺寸缩小了40.92%。软件部分编写了各功能模块的底层驱动,并增加人机交互平台提高系统可维护性。根据两类电源工作特性,详细分析了燃料电池复合电源管理决策过程,根据燃料电池不同工作阶段完成电源切换仲裁。最终软硬件配合,组装电池样机测试。通过样机测试可以得到,燃料电池复合电源管理系统可根据负载功率需求动态判断电源使用,并可实现1A/4A两种充电模式。最终完成的燃料电池复合电源管理系统具有良好的稳定性,能够配合不同负载功率需求场景工作。本系统可对燃料电池复合电源管理系统的研究提供部分参考。
王佳斌[3]（2019）在《背负式燃料电池应急发电系统设计》文中研究表明针对抢险救灾、处置突发事件、野外勘测等应急供电的需求,本论文提出一种便携式燃料电池应急发电系统,该系统由燃料电池、锂电池、DC/DC变换器、充电管理电路、主控制器组成,主要研究内容如下:首先对燃料电池应急供电系统拓扑结构进行研究设计,提出并联与充电分开控制的拓扑结构,设计了理想二极管电路用于锂电池防反保护,设计四开关升降压变换器用于充电管理。其次在对燃料电池和锂电池的混合能量管理上引入逻辑门限策略与模糊控制算法,使用Matlab/Simulink建立了系统仿真模型并进行了仿真验证。仿真结果表明能量管理策略可以在负载瞬间加重时抑制燃料电池输出尖峰电流,对燃料电池起到有效的保护,同时提高系统燃料利用率。然后提出燃料电池运行控制策略,对风冷燃料电池运行控制器进行研究设计,最后对系统各单元硬件电路及应用程序进行设计开发,研制了系统样机。样机额定功率为1000W,重量为12.5kg,携带电量为8kWh,能量密度为640Wh/kg,达到预期设计目标。
曹楠[4]（2017）在《车载燃料电池混合动力系统设计与能量管理》文中进行了进一步梳理随着全球经济的迅速发展以及对传统能源需求的急剧增加,能源短缺、环境污染、温室效应等问题日趋严重,因此开发和利用新能源已成为全世界范围内能源研究的必然趋势。其中,氢燃料电池以其燃料来源丰富、功率密度高、高效环保等特点,正逐渐进入人们的研究视线。目前,大功率燃料电池技术取得了突破性进展,具有性能优良、环境友好等优点的燃料电池混合动力机车也已成为一种极具潜力的新型轨道交通工具,受到了广泛关注。本文以燃料电池混合动力机车为背景,重点对其核心部分的混合动力系统进行了研究。根据机车的自身指标和运行需求,设计了一套车载燃料电池和蓄电池混合动力系统以及一种基于有限状态机理论的能量管理策略,并进行了仿真分析与实验验证。在充分对比典型混合动力系统拓扑结构和不同连接形式优缺点的基础上,确定了采用以间接连接形式的燃料电池和蓄电池混合动力系统结构（FC+B）;综合考虑机车运行的动态特点和经济性,选用质子交换膜燃料电池（PEMFC）为主电源,锂离子蓄电池（Li-Ion）为辅助电源。根据建立的机车动力学模型,对机车在匀速行驶、最大加速、最大爬坡三种运行状态下的牵引功率进行计算,根据最大牵引功率值确定燃料电池与蓄电池的输出功率,完成燃料电池混合动力系统的参数匹配。根据系统各模块的性能参数,在Matlab/Simulink软件中建立燃料电池、蓄电池、DC/DC变换器以及系统整体的仿真模型,为后续的仿真分析和能量管理策略研究提供了平台。针对动力系统设计了一种基于有限状态机理论的能量管理策略,将系统工作模式按照蓄电池SOC的高、中、低划分为3个一级模式,继而根据需求功率、燃料电池输出功率、蓄电池输出功率三者的数值关系划分为10个子模式,分别进行能量管理与控制。利用建立的仿真模型对所设计的能量管理策略进行分析,并针对高SOC模式、中SOC模式、低SOC模式三种模式下的系统工作情况分别进行了仿真。为进一步验证能量管理策略的有效性,本文设计了一套燃料电池混合动力缩比实验平台,通过缩比的模拟工况进行实验验证,并将实验结果与仿真结果对比。结果表明:本文设计的有限状态机能量管理策略可有效地调整蓄电池SOC逐渐达到合理的范围,有效减少燃料电池的动态负荷,提高整车的燃料经济性。
周恒捷[5]（2016）在《改性纳米碳材料负载铂催化剂的制备及甲醇电催化氧化性能》文中认为直接甲醇燃料电池（DMFC）具有比能量高,操作温度低,启动快速,燃料便宜易得等优点,受到广泛关注。近年来,纳米碳材料包括碳纳米管（CNTs）和石墨烯（G）发展迅速,以此为载体制备Pt催化剂用于DMFC阳极甲醇氧化得到广泛的研究。本文针对Pt催化剂活性仍有待提高,抗中毒能力弱的问题,采用非金属掺杂改性碳纳米管和石墨烯,并进一步采用过渡金属磷化物、硼化物改性氮掺杂碳纳米管,制备了一系列改性的Pt催化剂,并对甲醇电催化氧化性能进行了研究。目的是通过对Pt/CNTs和Pt/G催化剂的改性进一步提高Pt催化剂的利用率,增加甲醇电催化氧化活性,为DMFC阳极Pt基催化剂的发展提供实验基础和参考依据。本论文的主要内容与结论如下:（1）采用掺杂的方式制备了掺氮碳纳米管（NCNTs）,磷氮共掺杂碳纳米管（PNCNTs）,掺氮石墨烯（NG）,以掺杂改性的碳材料为载体,制备了一系列Pt基催化剂。结果表明,掺氮明显增强了Pt与载体之间的相互作用,促进了Pt颗粒的均匀分散,减小了Pt的粒径。在Pt含量13.64%（实测）的Pt/NCNTs催化剂上,Pt的平均粒径为2.56 nm（Pt/CNTs为3.11 nm）,其甲醇氧化质量比活性达到935 A/gPt,是Pt/CNTs催化剂的1.58倍。对于石墨烯来说,氨气为氮源制备的Pt/NG-NH3催化剂性能较好,Pt的平均粒径为2.04 nm,甲醇氧化质量比活性为889 A/gPt,比没有掺氮的石墨烯上Pt颗粒3.11 nm,活性638 A/gPt,有明显改善。在氮掺杂基础上,适量磷掺杂能进一步减小Pt颗粒平均粒径,提高Pt催化剂的导电性和甲醇氧化性能;但掺入过多磷原子使碳纳米管形貌改变,缺陷增多,导电性变差,甲醇氧化性能反而下降。在优化的Pt/PNCNTs-5%催化剂上,Pt的平均粒径为2.32 nm,甲醇氧化质量比活性达到1300 A/gPt。（2）采用FeP、FeB进一步改性掺氮碳纳米管,制备了一系列Pt/FeP/NCNTs和Pt/FeB/NCNTs催化剂,优化了FeP、FeB的负载量,表征了催化剂结构,研究了改性催化剂的甲醇电催化氧化活性。采用TEM、XRD和XPS表征发现,Fe P和FeB改性掺氮碳纳米管后,负载的Pt颗粒分布变得更加均匀,颗粒粒径明显降低,Pt与载体的相互作用明显增强。对于实验优化的Pt/15%FeP/NCNTs和Pt/15%FeB/NCNTs催化剂,Pt的平均粒径分别为1.56和1.58 nm,而在Pt/NCNTs上为2.56 nm;它们的甲醇氧化质量比活性分别达到1737和1640 A/gPt,比Pt/NCNTs的935 A/gPt显着提高。EIS测试也表明,FeB的引入降低了催化剂甲醇氧化过程中的电荷传导阻力,从而提高催化活性。
赵青山[6]（2016）在《轻型燃料电池电动车控制系统的仿真与实验研究》文中认为随着雾霾等环境问题的出现以及石油等化石能源的日趋枯竭,发展新能源车是势在必行。目前,质子交换膜燃料电池（PEMFC）以其众多的优点被认为是未来替代内燃机的理想动力。我国普及范围很广的轻型电动车（两轮）有充电时间长、续航里程短的问题,而应用PEMFC的轻型电动车能很好的解决上述问题,此外,控制系统的对轻型燃料电池电动车的正常工作是很关键的。本文针对轻型燃料电池电动车,设计了可实际应用的控制系统策略,主要工作和创新如下:（1）本文创新的在Cruise/MATLAB联合仿真平台上,搭建了轻型燃料电池电动车的模型,并对设计的控制系统进行了仿真研究。（2）基于整车的参数和动力要求,对整车的动力系统组成进行了计算选型及参数匹配;基于规则的控制策略,完成了车辆的控制系统模块;最后,在Cruise软件平台上,搭建了整车模型,其包含动力系统和控制系统模块。（3）在Cruise中,在三种特定的工况下,对控制系统进行仿真验证。仿真结果证明,设计的控制系统策略合理有效,能满足仿真工况中车辆动力性的要求。（4）在搭建的实验台上,在三种道路工况下,对车辆的控制系统进行实际测试,验证其合理有效性。结果证明,本文设计的控制系统合理有效,符合设计的策略并满足实际工况的动力要求。
张学梅[7]（2012）在《燃料电池复合发电系统研究》文中进行了进一步梳理能源是人类社会发展的基础,各国都在开发和寻找清洁的可再生能源,来满足人们对能源尤其是对电力的迫切需求。常见的可再生能源都有优缺点,将各种新能源发电方式取长补短以保证系统的可靠性和稳定性,是新可再生能源开发利用的一个主流方向。本文是以燃料电池等为核心,基于燃料电池、太阳能和风能的发电技术来设计整个复合发电系统。首先本文概述了燃料电池、太阳能和风能的研究进展,通过Fluent软件PEM模块对质子交换膜燃料电池进行三维数值模拟,概述了质子交换膜燃料电池的数学模型,建立平行流场几何模型,并将模拟值与实验值进行比较,结果表明,模拟结果与实验结果误差小于5%。通过模拟对燃料电池内部气体组分、温度、压力以及质子膜厚度等进行了研究。结果表明,在操作范围内,温度和压力越大电池性能越好,当电池操作温度为363K、压力为2atm时电池性能较好,电池内部的温度变化小于3K。本文采用的质子交换膜是Nafion112（51um）,质子膜越薄越容易润湿,电池内阻力就越小,电池的性能就越好。逆流进气比顺流进气更有利于提高电池的电流密度。增大阳极进气量,电流密度先增大后趋于不变,而增大阴极进气量,电流密度先增大后缓慢的减小。其次,通过MATLAB/Simulink对燃料电池复合发电系统中燃料电池、太阳能发电和风力发电分模块进行仿真,进而得出各个部分的发电输出特性曲线,并对各个子发电系统进行优化得出最佳的操作条件。最后,运用MATLAB/Simulink建立由燃料电池、风力发电和太阳能复合的发电系统。结果表明,在风光发电系统中质子交换膜燃料电池／超级电容系统对太阳能和风能的不稳定性能够很好的控制；复合发电系统中太阳能光伏阵列温度在15℃和日照强度在700W/m2时光伏阵列输出的直流电压和直流电流较高。仿真结果表明燃料电池复合发电系统有很好的可靠性和稳定性。
李可[8]（2011）在《燃料电池混合动力驱动系统能量利用效率优化的研究》文中进行了进一步梳理质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）采用可再生的能源（氢气）,以应对当前全球面临的能源危机,对未来环境保护有极其重要的发展意义。将燃料电池和蓄电池共同作为动力源的混合动力系统的应用是一种基于1+1>2的理念。在该系统中,燃料电池作为主动力源满足负载平均功率的需求,而蓄电池及其管理系统起到“削峰填谷”的作用。本文主要研究负载在不同功率需求情况下,如何协调作为动力源的燃料电池、蓄电池的功率输出比例从而优化混合动力驱动系统能量利用效率。它包含了以下两方面内容：1.稳态下,通过系统功率-效率图量化并揭示系统最大输出功率和最大能量利用效率间的关系；2.暂态下,研究如何构造闭环控制系统以实现系统快速动态响应和变参数环境下的稳定性。围绕以上内容,本文阐述了燃料电池蓄电池混合动力系统的每个组成部分,分析了系统的拓扑结构,推导了负载电流变化时,作为动力源的燃料电池和蓄电池的支路电流变化情况。进而以此为基础,分析了混合动力系统在稳态下不同的运行模式及各模式下如何优化能量利用效率,通过功率-效率图的搭建揭示了系统最大输出功率和最大效率不可能同时出现。随后通过对混合动力系统小信号模型的分析搭建了闭环控制系统,并设计相应的电流调节器以提高系统动态响应特性和变参数环境下的稳定性。为了验证以上理论分析的正确性,在MATLAB/SIMULINK中构建了仿真模型,仿真计算结果和理论分析结论是一致的。实验部分,通过对纯燃料电池电动自行车的改造,设计了基于UC3843的Boost升压电路,搭建了纯燃料电池动力驱动系统。实验结果表明：当负载需求功率较为恒定时,纯燃料电池驱动系统可以满足负载的功率需求；当负载需求功率巨增时,燃料电池输出电压波动较大,动态性能较差。针对纯燃料电池驱动系统动态性能较弱的问题,在Nexa Training System中进行了燃料电池蓄电池混合动力系统实验。实验结果验证了系统稳态下理论分析和仿真计算的正确性,并展示了混合动力系统相比纯燃料电池驱动系统在动态响应上的优势,能实现能量利用效率优化的目的。
杨顺风[9]（2010）在《PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究》文中进行了进一步梳理质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）由于其高效、零排放及环境友好的特点,被认为是最有发展前景的可再生能源之一。燃料电池与其它形式的储能设备的混合动力系统在近年得到了广泛的应用。本文在燃料电池混合动力自行车开发的基础上,针对质子交换膜因电池两极间气体压强差过大而损坏的情况,对燃料电池气体压强的非线性控制方法进行了研究,提出了相应的解决方案。本文首先概述了PEMFC的发展现状,简述了PEMFC的各重要组成部件及工作原理并对燃料电池混合动力系统的构型与控制策略进行了简要介绍。然后,设计了质子交换膜燃料电池与超级电容混合动力自行车系统以及混合动力系统中能量管理部分的控制策略,通过软硬件设计实现了混合动力自行车系统,并对混合动力系统进行了测试。为了更加有效地保护燃料电池,提高燃料电池的使用寿命,本文进一步研究了燃料电池气体压强的非线性控制策略。首先,在燃料电池基本理论的基础上,本文以PEMFC输出特性及内部气体分压为研究对象,利用能量守恒方程、PEMFC经验方程以及PEMFC内部气体分压状态方程建立了燃料电池的非线性多输入多输出动态模型。然后,本文通过对基于微分几何的非线性系统的反馈线性化方法以及一般模型控制（GMC）理论的研究,在燃料电池动态模型的基础上,以燃料电池阳极与阴极的进口气体流速为控制量,燃料电池内部的阳极与阴极气体压强为控制目标,设计了燃料电池气体压强非线性控制器。在MATLAB/SIMULINK环境中的仿真结果表明,本文所提出的控制方法能够在燃料电池外接负载发生较大变化的情况下,保持燃料电池阴阳极气体压强稳定在设定值,使电池阴阳极间的气体压强差维持在质子交换膜能够承受的范围内,说明了此方法的可行性。
汪继强,刘彦龙[10]（2009）在《我国化学与物理电源产业与技术20年发展总体评述与前景展望》文中进行了进一步梳理在热烈庆祝中国化学与物理电源行业协会成立20周年之际,按照理事会的决议,协会秘书处组织了行业各个电池专业领域中的一批专家对我国化学与物理电源20年发展历程进行回顾,并对存在问题和未来发展予以评述与展望。在当前化学与物理电源技术与产业发展面临重大发展机遇与挑战之际,协会组织这项工作,无疑是对促进我国电池行业快速发展有重要意义的一件大事。本文作为这些回顾文章中的一篇,将着重介绍我国化学与物理电源20年来的技术发展进程,特别是对新技术发展与新兴产业市场发展态势以及对未来发展的评述与展望。对每个专业20年来的发展与变化,则可进一步阅读相关部分的介绍。
二、电动自行车用200W至500W质子交换膜燃料电池电源系统研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电动自行车用200W至500W质子交换膜燃料电池电源系统研制（论文提纲范文）
（1）小型氢燃料电池的应用现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 氢燃料电池的原理 |
| 3 氢燃料电池的特点 |
| 4 小型氢燃料电池的应用 |
| 4.1 便携式电源 |
| 4.2 小型氢燃料电池无人机 |
| 4.3 小型氢燃料电池热电联供系统 |
| 4.4 氢燃料电池自行车、摩托车 |
| 5 结论 |
（2）基于燃料电池的复合电源管理系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 氢氧燃料电池发展现状 |
| 1.2.2 燃料电池复合能源发展现状 |
| 1.2.3 燃料电池复合能源管理策略发展现状 |
| 1.2.4 国内外研究现状小结 |
| 1.3 研究的目的和意义 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 燃料电池复合电源管理系统工作原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 氢氧燃料电池工作原理及性能分析 |
| 2.2.1 质子交换膜燃料电池工作原理 |
| 2.2.2 硼氢化钠制氢燃料电池工作原理 |
| 2.2.3 硼氢化钠制氢燃料电池性能测试分析 |
| 2.3 锂电池工作原理及性能分析 |
| 2.3.1 锂离子电池原理 |
| 2.3.2 锂电池性能测试分析 |
| 2.3.3 电源特性比较分析 |
| 2.4 基于燃料电池的复合电源管理系统工作原理 |
| 2.4.1 系统感知输入 |
| 2.4.2 复合策略决策 |
| 2.4.3 复合策略执行 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 燃料电池复合电源管理系统硬件优化与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合系统硬件电路设计与实现 |
| 3.2.1 系统主控模块 |
| 3.2.2 充电管理模块 |
| 3.2.3 电流检测模块 |
| 3.2.4 锂电池电量检测模块 |
| 3.2.5 切换仲裁模块 |
| 3.2.6 稳压电路的设计 |
| 3.3 系统PCB布局设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 燃料电池复合电源管理系统软件设计实现与复合系统测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统子模块驱动及管理策略设计 |
| 4.2.1 系统子模块驱动设计 |
| 4.2.2 复合策略决策分析 |
| 4.3 系统测试与结果分析 |
| 4.3.1 锂电池充电测试 |
| 4.3.2 切换仲裁测试 |
| 4.3.3 系统综合测试 |
| 4.3.4 存在的问题 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（3）背负式燃料电池应急发电系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 燃料电池混合发电系统组成 |
| 2.1 质子交换膜燃料电池 |
| 2.1.1 质子交换膜燃料电池概述 |
| 2.1.2 燃料电池系统组成 |
| 2.1.3 燃料电池输出特性 |
| 2.2 燃料电池混合动力拓扑结构 |
| 2.3 锂电池系统 |
| 2.3.1 锂电池模型 |
| 2.3.2 锂电池SOC估计 |
| 2.4 DC/DC变换器 |
| 2.4.1 四开关Buck-Boost电路基本原理 |
| 2.4.2 四开关Buck-Boost电路环路控制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 系统总体方案设计 |
| 3.1 主要功能与技术指标 |
| 3.1.1 野外应急发电系统需求分析 |
| 3.1.2 设计目标和要求 |
| 3.2 系统方案设计 |
| 3.3 系统配置选型 |
| 3.3.1 燃料电池配置选型 |
| 3.3.2 供氢单元配置选型 |
| 3.3.3 锂电池配置选型 |
| 3.4 系统结构设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 系统能量管理策略研究 |
| 4.1 混合发电系统能量管理目标 |
| 4.2 逻辑门限控制策略 |
| 4.3 模糊逻辑能量管理策略 |
| 4.3.1 模糊控制概述 |
| 4.3.2 模糊能量管理控制器设计与仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统控制器设计 |
| 5.1 硬件电路设计 |
| 5.1.1 主控芯片 |
| 5.1.2 功率电路 |
| 5.1.3 辅助供电电路 |
| 5.1.4 信号采集电路 |
| 5.1.5 输出执行电路 |
| 5.1.6 硬件实物图 |
| 5.2 系统软件设计 |
| 5.2.1 系统软件设计概述 |
| 5.2.2 数据采集子程序设计 |
| 5.2.3 燃料电池控制流程 |
| 5.2.4 锂电池估算流程 |
| 5.2.5 能量管理策略实现流程 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 系统测试与分析 |
| 6.1 测试平台搭建 |
| 6.2 系统功能测试 |
| 6.2.1 燃料电池控制测试 |
| 6.2.2 锂电池充电电路测试 |
| 6.2.3 级联DC/DC变换器控制测试 |
| 6.2.4 混合供电系统动态测试 |
| 6.2.5 额定功率续航测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（4）车载燃料电池混合动力系统设计与能量管理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 燃料电池混合动力机车 |
| 1.2.2 燃料电池混合动力系统能量管理策略 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 章节安排 |
| 第2章 燃料电池混合动力系统设计 |
| 2.1 混合动力系统结构形式分析 |
| 2.1.1 纯燃料电池动力系统 |
| 2.1.2 燃料电池和蓄电池混合动力系统 |
| 2.2 燃料电池混合动力系统部件选型 |
| 2.2.1 燃料电池的类型选型 |
| 2.2.2 蓄电池的类型选型 |
| 2.3 燃料电池混合动力系统的参数匹配 |
| 2.3.1 机车动力学模型 |
| 2.3.2 机车牵引功率计算 |
| 2.3.3 燃料电池混合动力系统参数匹配结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 燃料电池混合动力系统建模 |
| 3.1 燃料电池模型 |
| 3.1.1 HD6型燃料电池 |
| 3.1.2 HD6型燃料电池模型 |
| 3.2 蓄电池模型 |
| 3.3 DC/DC变换器模型 |
| 3.3.1 单向DC/DC变换器 |
| 3.3.2 双向DC/DC变换器 |
| 3.4 燃料电池混合动力系统模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 燃料电池混合动力系统的能量管理 |
| 4.1 有限状态机能量管理策略 |
| 4.1.1 有限状态机理论简介 |
| 4.1.2 分层模式能量管理 |
| 4.1.3 层次模式划分 |
| 4.1.4 有限状态机管理策略的实现 |
| 4.2 有限状态机管理策略的仿真验证 |
| 4.2.1 有限状态机管理策略的控制模型 |
| 4.2.2 仿真结果与分析 |
| 4.3 燃料电池混合动力系统缩比实验平台 |
| 4.3.1 实验平台部件选型 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（5）改性纳米碳材料负载铂催化剂的制备及甲醇电催化氧化性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池概述 |
| 1.3 甲醇燃料电池分类 |
| 1.4 直接甲醇燃料电池工作原理 |
| 1.5 直接甲醇燃料电池研究现状 |
| 1.6 直接甲醇燃料电池存在的问题 |
| 1.7 直接甲醇燃料电池阳极Pt基催化剂 |
| 1.7.1 Pt基纳米线 |
| 1.7.2 Pt基纳米管 |
| 1.7.3 Pt基纳米立方体 |
| 1.7.4 Pt基纳米花 |
| 1.8 直接甲醇燃料电池阳极催化剂改性方法 |
| 1.8.1 掺杂改性 |
| 1.8.2 共价键修饰 |
| 1.8.3 非共价修饰 |
| 1.9 Pt基催化剂制备方法 |
| 1.9.1 化学还原法 |
| 1.9.2 浸渍法 |
| 1.9.3 胶体法 |
| 1.9.4 电化学沉积法 |
| 1.9.5 微乳液法 |
| 1.9.6 其他制备方法 |
| 1.10 本文研究思路及内容 |
| 第二章 实验材料和表征方法 |
| 2.1 化学试剂及实验仪器 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 工作电极的制备 |
| 2.2.1 玻碳电极的清洗 |
| 2.2.2 工作电极的制备 |
| 2.3 催化剂表征 |
| 2.3.1 元素分析(EPMA) |
| 2.3.2 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.4 电子显微镜(EM) |
| 2.4 催化剂电化学性能表征 |
| 2.4.1 催化剂电催化甲醇氧化活性的评价 |
| 2.4.2 催化剂电化学活性面积及耐一氧化碳中毒性能测试 |
| 2.4.3 电极材料的电化学阻抗测试 |
| 第三章 非金属掺杂改性碳材料负载Pt催化剂的制备及甲醇电催化氧化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 杂原子掺杂改性碳载体的制备 |
| 3.2.2 改性纳米碳载体负载铂催化剂的制备 |
| 3.3 氮掺杂碳纳米管负载Pt催化剂的表征及甲醇电催化氧化性能 |
| 3.4 Pt负载量对掺氮碳纳米管负载Pt催化剂甲醇催化氧化性能的影响 |
| 3.5 氮磷共掺杂碳纳米管负载Pt催化剂表征及甲醇电催化氧化性能 |
| 3.6 氮掺杂石墨烯负载Pt催化剂的表征及甲醇电催化氧化性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 FeP和FeB改性氮掺杂碳纳米管负载Pt催化剂的制备及甲醇电催化氧化性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 FeP改性氮掺杂碳纳米管负载Pt催化剂(Pt/FeP/NCNTs)的制备及甲醇电催化氧化性能 |
| 4.2.1 Pt/FeP/NCNTs催化剂的制备 |
| 4.2.2 Pt/FeP/NCNTs催化剂的结构表征与分析 |
| 4.2.3 FeP负载量对Pt/FeP/NCNTs催化剂甲醇电催化氧化的影响 |
| 4.2.4 Pt/FeP/NCNTs与Pt/NCNTs催化剂甲醇电催化氧化性能比较 |
| 4.3 FeB改性氮掺杂碳纳米管负载Pt催化剂(Pt/FeB/NCNTs)的制备及甲醇电催化氧化性能 |
| 4.3.1 Pt/FeB/NCNTs催化剂的制备 |
| 4.3.2 Pt/FeB/NCNTs催化剂表征与甲醇电催化氧化性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）轻型燃料电池电动车控制系统的仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 轻型燃料电池电动车的发展 |
| 1.2.2 控制系统的研究进展 |
| 1.3 轻型燃料电池电动车发展面临的挑战 |
| 1.3.1 燃料电池的成本 |
| 1.3.2 氢气的制备和输送 |
| 1.3.3 加氢基础设施 |
| 1.4 轻型燃料电池电动车的发展前景 |
| 1.5 本文的研究路线 |
| 第二章 动力系统的主要组成 |
| 2.1 燃料电池 |
| 2.1.1 燃料电池的原理 |
| 2.1.2 燃料电池的特点 |
| 2.1.3 燃料电池单体的结构 |
| 2.1.4 电堆的结构 |
| 2.1.5 燃料电池的分类 |
| 2.1.6 质子交换膜燃料电池 |
| 2.2 动力蓄电池 |
| 2.2.1 铅酸电池 |
| 2.2.2 镍氢电池 |
| 2.2.3 锂电池 |
| 2.3 电机 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 整车建模和控制系统设计 |
| 3.1 前向仿真和后向仿真 |
| 3.2 MATLAB/Simulink仿真环境 |
| 3.3 Cruise/MATLAB的联合仿真 |
| 3.4 主要组成部件建模 |
| 3.4.1 燃料电池模型 |
| 3.4.2 蓄电池模型 |
| 3.4.3 电机模型 |
| 3.4.4 DC/DC变换器的模型 |
| 3.4.5 耗氢量模型 |
| 3.4.6 驾驶员模型 |
| 3.5 控制系统的设计 |
| 3.6 仿真评价指标 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 控制系统的仿真 |
| 4.1 仿真车型动力总成参数的确定 |
| 4.1.1 仿真车型的系统构成 |
| 4.1.2 动力参数匹配 |
| 4.2 仿真工况介绍 |
| 4.3 最佳混合度的确定 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 不同控制策略的比较 |
| 4.4.2 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 控制系统的实验研究 |
| 5.1 测试平台的搭建 |
| 5.1.1 测试平台的硬件介绍 |
| 5.1.2 测试平台的软件介绍 |
| 5.2 实验研究与分析 |
| 5.2.1 测试工况一 |
| 5.2.2 测试工况二 |
| 5.2.3 测试工况三 |
| 5.3 本章总结 |
| 第六章 本文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
（7）燃料电池复合发电系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 复合发电系统概述 |
| 1.3 复合发电系统中各能源发展现状 |
| 1.3.1 燃料电池发电的发展现状 |
| 1.3.2 风力发电的发展现状 |
| 1.3.3 太阳能发电的发展现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 质子交换膜燃料电池的三维数字化模拟与优化 |
| 2.1 工作原理 |
| 2.2 数学物理模型 |
| 2.2.1 模型假设 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.3 几何模型及尺寸 |
| 2.4 边界条件及计算参数 |
| 2.4.1 进口与出口 |
| 2.4.2 阴阳两极外界端面 |
| 2.4.3 阴阳极流道壁面 |
| 2.5 模型验证与网格独立性考核 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 燃料电池操作条件和几何尺寸对电池性能的影响 |
| 3.1 操作压力对电池性能的影响 |
| 3.2 工作温度对电池性能的影响 |
| 3.3 气体流量对电池性能的影响 |
| 3.4 气体进料方式对电池性能的影响 |
| 3.5 质子膜厚度对电池性能的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 复合发电系统中各组成部分的Simulink建模仿真 |
| 4.1 质子交换膜燃料电池模型 |
| 4.1.1 燃料电池理论输出电压 |
| 4.1.2 活化过电压 |
| 4.1.3 欧姆电压 |
| 4.1.4 浓差电压 |
| 4.2 光伏阵列模型 |
| 4.3 风力机模型 |
| 4.3.1 叶尖速与风能的利用系数 |
| 4.3.2 风力机最佳运行曲线 |
| 4.4 电解池模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 燃料电池复合发电系统的仿真模拟 |
| 5.1 燃料电池复合发电系统的结构 |
| 5.2 燃料电池复合发电系统的供电方式 |
| 5.2.1 白天供电方式 |
| 5.2.2 夜晚供电方式 |
| 5.2.3 特殊情况供电方式 |
| 5.3 燃料电池复合发电仿真系统的建立 |
| 5.4 复合发电系统中各部件参数 |
| 5.5 仿真结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 工程硕士硏究生个人简介 |
| 致谢 |
（8）燃料电池混合动力驱动系统能量利用效率优化的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池混合动力系统优势 |
| 1.3 燃料电池混合动力系统研究现状 |
| 1.4 论文选题意义 |
| 1.5 论文主要内容与工作 |
| 第2章 燃料电池混合动力系统 |
| 2.1 燃料电池 |
| 2.1.1 燃料电池种类 |
| 2.1.2 质子交换膜燃料电池 |
| 2.2 蓄电池 |
| 2.2.1 蓄电池种类 |
| 2.2.2 蓄电池数学模型 |
| 2.3 燃料电池混合动力系统 |
| 2.3.1 燃料电池混合动力系统组成 |
| 2.3.2 燃料电池混合动力系统功率分配 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 燃料电池混合动力系统稳态特性分析 |
| 3.1 燃料电池混合动力系统稳态模型 |
| 3.2 稳态下系统输入输出关系 |
| 3.2.1 变换器占空比和负载变化关系 |
| 3.2.2 变换器占空比和脉冲负载占空比关系 |
| 3.3 系统输出功率和系统效率的计算 |
| 3.3.1 系统输出功率和系统效率关系建立 |
| 3.3.2 系统功率-效率图建立 |
| 3.4 系统稳态特性下仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 燃料电池混合动力系统闭环控制及动态特性分析 |
| 4.1 混合动力系统小信号模型及分析 |
| 4.2 闭环控制系统设计 |
| 4.2.1 电流调节器设计 |
| 4.2.2 直流变换器参数设计 |
| 4.3 混合动力系统动态下仿真分析与计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 燃料电池及其混合动力系统实验 |
| 5.1 纯燃料电池自行车驱动系统实验 |
| 5.1.1 纯燃料电池自行车 |
| 5.1.2 车用燃料电池升压电路实验 |
| 5.1.3 纯燃料电池自行车测试实验 |
| 5.2 基于Nexa Training System实验平台的混合动力系统实验 |
| 5.2.1 平台介绍 |
| 5.2.2 燃料电池混合动力系统稳态下测试实验 |
| 5.2.3 燃料电池混合动力系统动态下测试实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（9）PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外PEMFC发展现状 |
| 1.3 PEMFC的组成及工作原理 |
| 1.3.1 PEMFC组成 |
| 1.3.2 PEMFC的工作原理 |
| 1.4 论文选题的背景与意义 |
| 1.5 论文主要研究内容与工作 |
| 第2章 PEMFC混合动力自行车系统介绍 |
| 2.1 PEMFC混合动力系统 |
| 2.1.1 PEMFC混合动力系统构型 |
| 2.1.2 PEMFC混合动力系统控制策略 |
| 2.1.3 混合动力系统功率跟随模式控制策略 |
| 2.2 PEMFC混合动力自行车系统 |
| 2.2.1 系统简介 |
| 2.2.2 自行车系统主要部件 |
| 2.2.3 燃料电池混合动力自行车控制器设计 |
| 2.3 总结 |
| 第3章 PEMFC混合动力自行车系统的实现 |
| 3.1 主要电路介绍 |
| 3.1.1 混合动力系统主电路 |
| 3.1.2 控制电路 |
| 3.2 软件流程 |
| 3.2.1 燃料电池控制软件流程 |
| 3.2.2 混合动力控制软件流程 |
| 3.3 最终产品及测试结果 |
| 3.3.1 燃料电池混合动力自行车 |
| 3.3.2 测试结果 |
| 3.4 总结 |
| 第4章 PEMFC动态模型的建立及SIMULINK实现 |
| 4.1 PEMFC动态模型简述 |
| 4.2 PEMFC集总参数模型 |
| 4.2.1 PEMFC开路电压 |
| 4.2.2 PEMFC输出电压 |
| 4.3 PEMFC内部气体分压模型 |
| 4.3.1 PEMFC内部气体分压动态特性分析 |
| 4.3.2 PEMFC内部气体分压模型的建立 |
| 4.4 PEMFC模型的SIMULINK实现 |
| 4.4.1 PEMFC模型的实现 |
| 4.4.2 PEMFC动态模型仿真结果分析 |
| 4.5 总结 |
| 第5章 基于反馈线性化方法的燃料电池控制系统 |
| 5.1 基于反馈线性化方法的非线性控制器设计 |
| 5.2 GMC控制器设计 |
| 5.3 PEMFC控制系统的SIMULINK实现 |
| 5.4 PEMFC及其控制系统仿真与结果分析 |
| 5.4.1 仿真参数的设置 |
| 5.4.2 仿真结果与分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况 |
四、电动自行车用200W至500W质子交换膜燃料电池电源系统研制（论文参考文献）
- [1]小型氢燃料电池的应用现状及发展趋势[J]. 于承雪,张心周,张科,刘阳,沈艺. 电池工业, 2021(06)
- [2]基于燃料电池的复合电源管理系统设计与实现[D]. 张露文. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [3]背负式燃料电池应急发电系统设计[D]. 王佳斌. 浙江大学, 2019(08)
- [4]车载燃料电池混合动力系统设计与能量管理[D]. 曹楠. 西南交通大学, 2017(07)
- [5]改性纳米碳材料负载铂催化剂的制备及甲醇电催化氧化性能[D]. 周恒捷. 华南理工大学, 2016(02)
- [6]轻型燃料电池电动车控制系统的仿真与实验研究[D]. 赵青山. 上海交通大学, 2016(03)
- [7]燃料电池复合发电系统研究[D]. 张学梅. 郑州大学, 2012(10)
- [8]燃料电池混合动力驱动系统能量利用效率优化的研究[D]. 李可. 西南交通大学, 2011(04)
- [9]PEMFC混合动力系统开发及燃料气体压强非线性控制研究[D]. 杨顺风. 西南交通大学, 2010(10)
- [10]我国化学与物理电源产业与技术20年发展总体评述与前景展望[A]. 汪继强,刘彦龙. 中国电池行业二十年发展历程, 2009
标签：燃料电池论文; 质子交换膜燃料电池论文; 质子交换膜论文; pt论文; 氢氧燃料电池论文;