本書介紹了燃料電池汽車的燃料電池－蓄電池混合電源動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型、燃料電池以及鋰電池性能衰減的影響因素和機(jī)理；給出了燃料電池和鋰電池建模方法與步驟、可拓展的燃料電池汽車多目標(biāo)能量管理評(píng)價(jià)方法；提供了多種先進(jìn)的燃料電池汽車混合電源能量管理控制策略。
本書以通俗易懂的語言、形象的曲線分析圖、列有詳細(xì)數(shù)據(jù)的表格，介紹了燃料電池汽車的能量控制；從燃料電池的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的不同部件的特性和建模方法進(jìn)行了分析；介紹了燃料電池汽車的能量管理策略，并精心分析了控制實(shí)例。本書的編寫是基于作者團(tuán)隊(duì)十余年科研教學(xué)及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，所提供的設(shè)計(jì)案例對(duì)標(biāo)國際技術(shù)前沿，力求兼顧理論指導(dǎo)和工程應(yīng)用并舉。
以氫燃料電池為動(dòng)力的新能源汽車由于具有續(xù)駛里程長、清潔（零排放）等優(yōu)點(diǎn)，具有極大的發(fā)展?jié)摿�。然而，高昂的氫氣價(jià)格、動(dòng)力源的快速退化，造成了燃料電池汽車較高的使用成本，為了降低燃料電池汽車的使用成本，有必要對(duì)燃料電池的動(dòng)力系統(tǒng)性能進(jìn)行優(yōu)化。在現(xiàn)有材料技術(shù)水平短時(shí)間內(nèi)難以取得革命性提升的背景下，可從能量管理控制策略層面入手，優(yōu)化燃料電池的功率輸出特性，在取得較高的燃料經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)又能延緩燃料電池的性能衰減速率，延長其使用壽命，降低其使用成本。大量的研究者在該領(lǐng)域付出了巨大的努力，提出了多種有效的能量管理策略。
本書以通俗易懂的語言和圖表介紹了燃料電池汽車的能量控制。筆者從燃料電池的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的不同部件的特性和建模方法進(jìn)行了分析，同時(shí)介紹了燃料電池汽車的能量管理策略，并精心分析了控制實(shí)例，能夠加深讀者的印象，提升讀者的感性認(rèn)識(shí)和認(rèn)知水平。
本書共分為6章。第1章介紹了國內(nèi)外燃料電池汽車能量管理策略的研究意義與現(xiàn)狀。第2章介紹了燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并介紹了燃料電池的建模和仿真技術(shù)。第3章分析了燃料電池作為動(dòng)力源的特性，包括其經(jīng)濟(jì)性、耐久性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，在耐久性的相關(guān)內(nèi)容中，對(duì)燃料電池的典型退化工況進(jìn)行了介紹和建模。第4章分析了蓄電池作為動(dòng)力源的耐久性問題。第5章提出了能量管理策略的三級(jí)模糊評(píng)價(jià)體系，并通過仿真對(duì)評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了驗(yàn)證。第6章結(jié)合典型案例介紹了基于瞬時(shí)優(yōu)化、基于龐特里亞金極小值原理、基于退化自適應(yīng)、基于小波變換算法以及基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的能量管理策略。
本書適合具有一定燃料電池汽車能量控制研究基礎(chǔ)的讀者閱讀，可作為高等院校本科生、研究生學(xué)習(xí)燃料電池汽車能量系統(tǒng)控制的教材，也可以作為汽車工程師學(xué)習(xí)參考的資料。
本書由同濟(jì)大學(xué)宋珂副教授和北京億華通科技股份有限公司李飛強(qiáng)博士撰寫，并設(shè)計(jì)開發(fā)了書中實(shí)例。本書中所有實(shí)例都經(jīng)過筆者親自測(cè)試驗(yàn)證。在本書撰寫過程中，得到了同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院和北京億華通科技有限公司許多同人的大力支持和幫助，謹(jǐn)此致謝。也衷心感謝化學(xué)工業(yè)出版社編輯團(tuán)隊(duì)為本書順利出版所做出的努力。由于筆者水平有限，書中難免出現(xiàn)疏漏，誠望讀者批評(píng)指正。
著者
第1章 緒論 001
002 1.1 燃料電池汽車能量管理策略研究背景和意義
003 1.2 燃料電池汽車研究現(xiàn)狀
004 1.3 國內(nèi)外燃料電池汽車能量管理策略研究現(xiàn)狀
第2章 燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)建模與仿真 011
012 2.1 動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)
013 2.2 整車模型
015 2.3 動(dòng)力系統(tǒng)關(guān)鍵部件模型
015 2.3.1 燃料電池建模
017 2.3.2 蓄電池建模
020 2.3.3 電機(jī)及其控制器建模
024 2.4 參數(shù)配置
025 2.5 仿真工況介紹及設(shè)計(jì)
025 2.5.1 常規(guī)仿真循環(huán)工況介紹
026 2.5.2 新工況構(gòu)造
029 2.6 本章小結(jié)
第3章 燃料電池特性 031
032 3.1 燃料電池的經(jīng)濟(jì)性
032 3.1.1 經(jīng)濟(jì)性影響因素分析
036 3.1.2 蓄電池等效氫耗量計(jì)算
038 3.2 車用燃料電池性能衰減機(jī)理分析
038 3.2.1 燃料電池關(guān)鍵組件的性能衰減機(jī)理分析
042 3.2.2 水熱管理系統(tǒng)對(duì)燃料電池性能衰減的影響
045 3.2.3 幾種典型車載工況下燃料電池的性能衰減機(jī)理分析
054 3.3 燃料電池衰減模型的建立
056 3.3.1 燃料電池衰減模型的建立
059 3.3.2 燃料電池衰減模型的仿真結(jié)果
061 3.4 燃料電池系統(tǒng)建模與控制
061 3.4.1 燃料電池輔助部件模型
063 3.4.2 燃料電池電堆模型
073 3.4.3 模型仿真分析
075 3.4.4 燃料電池空氣進(jìn)氣系統(tǒng)的控制
078 3.4.5 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的模型修正及仿真分析
081 3.4.6 燃料電池模型與DC/DC 轉(zhuǎn)換器的集成
081 3.5 本章小結(jié)
第4章 蓄電池的耐久性建模 083
084 4.1 鋰離子電池耐久性影響因素分析
086 4.2 鋰離子電池衰減模型
093 4.3 本章小結(jié)
第5章 燃料電池汽車能量管理策略三級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)體系 095
096 5.1 三級(jí)模糊評(píng)價(jià)體系的建立
098 5.2 各層影響因素之間權(quán)重系數(shù)的確定
099 5.2.1 第三層評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定
102 5.2.2 第二層評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定
105 5.2.3 第一層評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)的確定
105 5.3 第三層評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化及其評(píng)價(jià)
105 5.3.1 考慮燃料經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)
111 5.3.2 考慮燃料電池使用壽命的評(píng)價(jià)指標(biāo)
114 5.4 本章小結(jié)
第6章 燃料電池汽車能量管理策略案例 117
118 6.1 基于瞬時(shí)優(yōu)化的能量管理策略
118 6.1.1 功率損失方程
119 6.1.2 功率分配方案求解
121 6.1.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果
124 6.2 基于龐特里亞金極小值原理的能量管理策略
124 6.2.1 極小值原理綜述
128 6.2.2 綜合考慮燃料經(jīng)濟(jì)性和電源系統(tǒng)耐久性的近似PMP 策略
146 6.2.3 仿真結(jié)果對(duì)比分析
153 6.3 基于退化自適應(yīng)的能量管理策略
153 6.3.1 燃料電池退化后性能模型
160 6.3.2 燃料電池系統(tǒng)的性能退化
163 6.3.3 退化自適應(yīng)的能量管理策略
179 6.4 基于小波變換算法的能量管理策略
179 6.4.1 小波變換用于信號(hào)的分解與重構(gòu)
182 6.4.2 工況信息已知的小波變換能量管理控制策略
198 6.4.3 實(shí)時(shí)小波變換能量管理控制策略
207 6.5 考慮燃料電池動(dòng)態(tài)響應(yīng)的全局優(yōu)化能量管理策略
207 6.5.1 基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃的能量管理策略
211 6.5.2 考慮燃料電池動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力的改進(jìn)DP
212 6.5.3 仿真分析
216 6.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn) 217
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