高效太陽(yáng)能車(chē)能耗影響因素仿真研究

【摘要】：太陽(yáng)能車(chē)主要靠太陽(yáng)能直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，由于太陽(yáng)能量密度較低，如何利用太陽(yáng)能達(dá)到最優(yōu)驅(qū)動(dòng)效果對(duì)車(chē)輛整體能量消耗有極高要求，影響車(chē)體能耗的影響因素也至關(guān)重要。 本文以“光梭”號(hào)太陽(yáng)能車(chē)為模型，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種多因素約束下的建模仿真方法，根據(jù)太陽(yáng)能車(chē)電氣系統(tǒng)工作原理，分析了太陽(yáng)能車(chē)內(nèi)部能量流動(dòng)模式，建立了以太陽(yáng)能電池為動(dòng)力源，永磁電機(jī)為動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置的太陽(yáng)能賽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)及整車(chē)模型，組成整車(chē)能量模型進(jìn)行計(jì)算，在Simulink仿真平臺(tái)上對(duì)太陽(yáng)能車(chē)進(jìn)行了仿真研究，通過(guò)滑行實(shí)驗(yàn)、電機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)、拉力試驗(yàn)、巡航實(shí)驗(yàn)、振動(dòng)實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證了仿真模型，利用模型對(duì)能量消耗因素進(jìn)行了研究。在整車(chē)模型的基礎(chǔ)上，分析了環(huán)境參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)、控制參數(shù)對(duì)太陽(yáng)能車(chē)整車(chē)能耗的影響，并針對(duì)太陽(yáng)能車(chē)重量輕便對(duì)能量敏感的特點(diǎn)，利用太陽(yáng)能車(chē)整車(chē)模型仿真結(jié)果著重分析了各參數(shù)對(duì)振動(dòng)能耗的影響。 在仿真結(jié)果基礎(chǔ)上，提出了振動(dòng)能量回收方案，利用多模式振動(dòng)能量收集器，即直線電機(jī)與壓電材料相結(jié)合的方式，進(jìn)行振動(dòng)能量的回收與再利用，并對(duì)能量回收電路進(jìn)行了優(yōu)化，提高能量回收效率，為新一代太陽(yáng)能車(chē)提供理論依據(jù)和優(yōu)化方法。 【關(guān)鍵詞】：太陽(yáng)能車(chē) 能量 消耗 仿真 振動(dòng)能量收集
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U469.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 選題意義及目的10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外仿真技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 新能源車(chē)輛經(jīng)濟(jì)性研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 新能源車(chē)輛能耗研究14-15
• 1.3.2 能量回收15-18
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第2章 太陽(yáng)能整車(chē)建模仿真20-44
• 2.1 整車(chē)建模結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 太陽(yáng)能收集系統(tǒng)建模21-25
• 2.2.1 太陽(yáng)能電池21-23
• 2.2.2 最大功率追蹤器23-25
• 2.3 能量存儲(chǔ)系統(tǒng)建模25-26
• 2.4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)建模26-32
• 2.4.1 電機(jī)模型27
• 2.4.2 控制器模型27-32
• 2.5 動(dòng)力學(xué)模型32-34
• 2.5.1 滾動(dòng)阻力33
• 2.5.2 空氣阻力33-34
• 2.5.3 重力分量34
• 2.5.4 整車(chē)動(dòng)力學(xué)模型34
• 2.6 振動(dòng)模型34-42
• 2.6.1 振動(dòng)模型35-38
• 2.6.2 振動(dòng)能量收集器模型38-42
• 2.7 熱損耗模型42-44
• 第3章 模型驗(yàn)證與仿真計(jì)算44-52
• 3.1 滑行實(shí)驗(yàn)44-45
• 3.2 振動(dòng)實(shí)驗(yàn)45-46
• 3.3 電機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)46-47
• 3.4 牽引力試驗(yàn)47
• 3.5 巡航實(shí)驗(yàn)47-48
• 3.6 模型驗(yàn)證48-52
• 3.6.1 空氣阻力與滾動(dòng)阻力耗能48-49
• 3.6.2 振動(dòng)耗能49-50
• 3.6.3 散熱耗能50-51
• 3.6.4 實(shí)車(chē)驗(yàn)證51-52
• 第4章 能耗影響因素仿真分析52-68
• 4.1 環(huán)境參數(shù)對(duì)能耗的影響52-56
• 4.1.1 溫度對(duì)能耗的影響52-54
• 4.1.2 光照強(qiáng)度對(duì)能耗的影響54-56
• 4.2 系統(tǒng)參數(shù)對(duì)能耗的影響56-61
• 4.2.1 內(nèi)阻對(duì)能耗的影響56-57
• 4.2.2 風(fēng)阻系數(shù)對(duì)能耗的影響57-58
• 4.2.3 滾阻系數(shù)對(duì)能耗的影響58-60
• 4.2.4 整車(chē)質(zhì)量對(duì)能耗的影響60-61
• 4.3 控制參數(shù)對(duì)能耗的影響61-62
• 4.4 道路對(duì)能耗的影響62-65
• 4.4.1 平路勻速工況62-63
• 4.4.2 爬坡工況63
• 4.4.3 下坡工況63-64
• 4.4.4 起動(dòng)工況64
• 4.4.5 制動(dòng)工況64-65
• 4.4.6 超車(chē)工況65
• 4.5 基于仿真分析的能耗改善策略65-68
• 第5章 振動(dòng)能耗仿真分析及回收方案設(shè)計(jì)68-81
• 5.1 環(huán)境參數(shù)69-71
• 5.2 系統(tǒng)參數(shù)71-74
• 5.2.1 車(chē)身部分固有頻率對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響72-73
• 5.2.2 車(chē)身部分阻尼比的影響73
• 5.2.3 車(chē)身與車(chē)輪質(zhì)量比的影響73-74
• 5.2.4 懸架與輪胎剛度比的影響74
• 5.3 車(chē)速74-75
• 5.4 振動(dòng)系統(tǒng)能量回收方案設(shè)計(jì)75-81
• 5.4.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化76-78
• 5.4.2 回收電路的優(yōu)化78-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單87-88
• 致謝88

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