創新混合動力散熱系統之建模與控制設計

Abstract

本研究旨在開發一種針對燃料電池與鋰電池電源的新型混合冷卻系統，其目的在於利用混合冷卻迴路控制，將雙電源之工作溫度保持在最佳工作溫度附近，並同時節省大量之冷卻系統能源。此一冷卻系統僅具有單一可控冷卻風扇、一可控水泵和單一流量比例調節閥。 本研究首先利用Lumped-parameter之系統動態建模方式配合熱流公式，將冷卻系統分為八段，包含:燃料電池本體與冷卻水路、鋰電池本體與冷卻水路、三段外接迴路、冷卻風扇管路等。之後針對各次系統建立一階非線性動態統御方程式並加以整合至Matlab/Simulink模擬平台；程式可做為系統設計與控制策略驗證之用。而系統由於具高非線性與不確定之特質，因此，採用模糊控制(Fuzzy Control)進行非線性能量管理。本研究最後將比對此新型冷卻系統與傳統冷卻系統之各項指標如:節能效益、匹配空間、成本之改善分析。本研究之散熱控制系統係採用單一散熱系統作溫度控制，如此較為省電，但各子系統溫度值仍無法快速有效地受到控制，故改採用智慧型模糊控制器來控制，則其結果可以快速有效地達到理想溫度值，本研究已獲得智慧型模糊控制模擬結果。