燃料电池类开题报告
2、基本内容和技术方案
基本内容:
燃料电池电动汽车能量流控制器的设计基本内容如下:
查阅相关文献了解燃料电池电动汽车能量流控制原理以及控制系统的基本结构。燃料电池电动汽车能量流控制器主要需要设计出基本的硬件电路,包括输入接口电路、输出接口电路,检测电路,通信电路和驱动电路。选用合适的控制器,完成整个能量流控制器的硬件电路。
在日本,本田公司开发的车用电池管理装置系统包括:管理控制模块、车载充电器、惯性控制开关、高压系统安全监测装置、DC/DC变换器等。如果电动车发生碰撞,会立即切断电源,从而保证用电安全 。
在北美影响最大的开发项目有两个:一个是由美国能源部组织的国家燃料电池汽车研究计划;第二个是以巴拉德动力系统公司的技术为依托,由戴姆勒克莱斯勒公司、福特汽车公司等跨国公司投资合作的燃料电池汽车项目。福特汽车公司在1998年1月北美底特律国际汽车展上展出了P2000燃料电池概念车,使用了DBB公司生产的燃料电池堆,时速可达144.8km/h。在2006年洛杉矶国际车展上推出以氢燃料电池为动力的全新Explorer,行驶里程可以达到350英里,远远超过了以其它燃料电池为动力的车型。戴姆勒克莱斯勒公司在FCEV领域一直是世界领先的制造商。公司旗下的戴姆勒奔驰公司从1990年开始研究燃料电池技术,1994年戴姆勒奔驰公司与Ballard合作推出了第一辆FCEV车型NECAR1,NECAR1采用MB190厢式车体,装载Ballard生产的50kW质子交换膜燃料电池,一次填充燃料续驶里程为130km,最高车速90km/h.
指导教师签名:
年 月 日
武汉理工大学本科生毕业设计(论文)开题报告
1、目的及意义(含国内外的研究现状分后,虽然在安全、节能、环保和舒适等方面取得了重大的进展,但其不得不面临石油资源日益枯竭的现状。面临可持续发展,大气环保和地球温室效应的挑战,以及噪声方面的限制。低排放、无污染的清洁汽车倍受各汽车生产大国的关注。纯电动、混合动力汽车应运而生。燃料电池汽车以其接近零排放、能量转化效率相对较高、噪声小的等特点,成为了各大汽车公司研究的热点之一。开发燃料电池电动汽车是解决当前能源短缺与环境污染问题的切实有效的技术途径之一。
3、进度安排
1-4周:查阅参考文献,资料,外文文献翻译;撰写开题报告。
5-7周:完成硬件电路的设计。
8-10周:完成接口电路的设计。
11-14周:按照论文要求内容撰写毕业论文。
15周:提交毕业论文,准备答辩。
4、指导教师意见
书写要求:学生的调研是否充分?基本内容和技术方案是否已明确?是否已经具备开始设计(论文)的条件?能否达到预期的目标?是否同意进入设计(论文)阶段。
技术方案:
了解燃料电池的输出特性以及燃料电池电动汽车控制的特殊情况后,我选用了基于DSP的能量控制器,辅以稳压DC/DC变换器,光纤CAN总线等部分组成整个能量流控制系统。
基于DSP的能量流控制器是系统的核心单元,主要由DSP处理器及一些外围输入/输出接口电路、检测电路、通信电路和驱动电路组成。输入电路接收驾驶员的各种操作指令(输入信号);输出电路主要实现一些时序逻辑功能(如起动停车时的上断电顺序、异常处理操作流程等等);检测电路检测燃料电池及直流母线的电流和电压值(反馈信号);通讯电路负责向DSP报告各设备发布的状态信息,传送DSP控制指令,并同车内其他仪表设备进行通讯;驱动电路主要负责驱动一些继电器和开关动作。DSP根据输入指令及负载、燃料电池等状态信息,采用全数字PID调节方式,进行功率调节,完成制定的各种控制,从而实现能量合理分配。过程中通过CAN总线完成各种控制命令和状态信息的传送。
在国家科技部、中科院、北京市和上海市政府的支持下,中科院大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司、上海神力科技有限公司等分别研制出5kW~30kW质子交换膜燃料电池。清华大学汽车工程系和北京世纪富源燃料电池公司合作,于1999年11月研制成功5kW质子交换膜燃料电池电动游览车,这是我国第一辆质子交换膜燃料电池电动汽车。2001年1月中科院大连化学物理研究所、电工所和东风汽车公司合作研制成功质子交换膜燃料电池(30kW)轻型客车。在北京市经委、科委的资助下,2001年4月清华大学和北京飞驰绿能电源技术有限责任公司联合研制成功质子交换膜燃料电池(15kW)轻型客车。燃料电池关键技术的研究已经全面展开。
在我国车用燃料电池研究也已经有了良好的开端。“九五”期间,燃料电池技术被列为国家重大发展项目,相关技术研发取得重要进展,基本掌握了整车、动力系统与关键零部件的核心技术;建立了具有自主知识产权的燃料电池汽车动力系统技术平台;形成了燃料电池发动机、动力电池、DC/DC变换器、驱动电机、储氢与供氢系统等关键零部件配套研发体系,具有百量级燃料电池汽车动力系统平台与整车生产能力。
由于我国传统汽车工业落后当代世界先进水平20年,石油资源的匮乏、密集人口、担忧的环境情况要求我国未来的汽车工业发展不能跟在别人的后面,必须探求新的思路,走中国特色的汽车工业发展道路,而燃料电池电动汽车(FCEV)这类新能源汽车无疑是我国未来汽车工业乃至世界汽车工业发展方向。我们需要抓住这个难得的发展机遇,实现新的技术革命的突破!
在近十几年的时间里,燃料电池汽车有了飞跃性的发展,相关的研制和开发“已接近历史性突破的边缘”。
在欧洲,法国是电动汽车发展较快的国家。法国电动汽车电池能量管理系统的主要功能为:电池寿命的记录、充电监测、行驶过程中的电池管理、辅助电池的维护、剩余电量显示。在德国,西门子公司开发的电池管理系统,其充电控制可以使系统跟踪电池充电特性曲线进行充电,提高充电效率,节约电能。电池管理系统对电池组的工作状态进行监控,检测电池组的电量消耗和余量等,将有关信息反馈到仪表板的仪表和信号装置上。