Abstract
本論文目的為研究與建立超級電容器之系統動態模型，並以超級電容器做為混成燃料電池電動車之輔助動力系統，設計出一套混成動力系統的能量管理策略。 在超級電容器部份，利用交流阻抗分析實驗，觀察超級電容器在不同頻率與工作電壓下的阻抗變化，建立超級電容器等效電路模型，同時以充放電實驗，比較實驗與模擬的等效電路關係，得到超級電容器之非線性系統參數，對於超級電容器的系統特性，也考慮到超級電容器本身自放電效應，與在不同環境溫度下的影響，使所建立的超級電容器系統動態模型，能更完整地表示出實際的超級電容器工作情形。在燃料電池方面，以熱力學及電化學公式，建立質子交換膜燃料電池(PEMFC)本體與周邊各子系統的模型，分析燃料電池系統工作效率，與受到周邊子系統之反應較慢的系統動態，如溫度因素與空氣壓縮機的動態等，使得整體燃料電池系統反應速度受到限制。整車方面，採用直流無刷馬達做為電動車的動力源。 能量管理系統策略上，考慮燃料電池系統的反應速度，與燃料電池系統之較高工作效率範圍，配合超級電容器的快速充放電，與具有極高的功率密度等優點，以規則庫控制方法，設計出一套最佳的動力分配策略。最後以ECE40與FTP75之行車型態，模擬並評估，純燃料電池電動車與混成燃料電池電動車之性能表現，並藉由觀察混成燃料電池電動車之各個動力源能量輸出與輸入之間的關係，得知混成燃料電池電動車具有較佳的行駛性能，與能夠提高燃料電池系統整體效率，以及縮短冷車時間等優勢，因此採用混成動力源勢必將大幅提升燃料電池電動車的競爭力。