純電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)的研究

【摘要】：汽車是人類現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，但隨著不可再生能源的日益減少以及環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，傳統(tǒng)汽車無(wú)疑加劇了石油的短缺和大氣的污染，發(fā)展電動(dòng)汽車勢(shì)在必行。然而電動(dòng)汽車由于電池技術(shù)的制約，其續(xù)駛里程非常不理想。再生制動(dòng)技術(shù)可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能減排的目的。 本文首先分析了再生制動(dòng)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀，并對(duì)其電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在電機(jī)方面，考慮到純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)需求和再生制動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)選擇無(wú)刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了論證，并給出了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型?；诖藬?shù)學(xué)模型分析了電機(jī)在電動(dòng)狀態(tài)和發(fā)電狀態(tài)時(shí)，電機(jī)控制器中各個(gè)功率開(kāi)關(guān)管的工作狀態(tài)。在電源方面，選擇超級(jí)電容作為制動(dòng)能量的儲(chǔ)能元件，與鋰電池組成復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)。在分析了常見(jiàn)的再生制動(dòng)力與機(jī)械制動(dòng)力的分配策略后，結(jié)合模糊控制理論對(duì)兩者的分配策略進(jìn)行了優(yōu)化與仿真驗(yàn)證。 在對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證后，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)工作，完成了硬件電路和軟件流程的設(shè)計(jì)。通過(guò)測(cè)功機(jī)對(duì)不同路況進(jìn)行模擬，采用制動(dòng)踏板模擬駕駛員信號(hào)，并通過(guò)上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的主要參數(shù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 最后，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)純電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能再生制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以超級(jí)電容為復(fù)合儲(chǔ)能元件的再生制動(dòng)系統(tǒng)可以有效回收制動(dòng)能量，釋放能量時(shí)可以滿足電動(dòng)汽車在啟動(dòng)、加速時(shí)需要的瞬時(shí)大功率。 【關(guān)鍵詞】：再生制動(dòng) 無(wú)刷直流電機(jī) 復(fù)合儲(chǔ)能 模糊控制 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U469.72;U463.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景與意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)原理及結(jié)構(gòu)分析15-27
• 2.1 再生制動(dòng)原理及工作過(guò)程15-16
• 2.2 無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型與分析16-23
• 2.2.1 無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理17-19
• 2.2.3 無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.2.4 再生制動(dòng)狀態(tài)下無(wú)刷直流電機(jī)工作過(guò)程20-23
• 2.3 復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的分析與研究23-25
• 2.3.1 純電動(dòng)汽車對(duì)電池的要求23-24
• 2.3.2 超級(jí)電容24-25
• 2.3.3 鋰電池與超級(jí)電容的匹配方案選擇25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第3章 再生制動(dòng)系統(tǒng)控制策略的分析與仿真27-42
• 3.1 再生制動(dòng)控制策略研究27-31
• 3.1.1 串聯(lián)制動(dòng)控制策略研究27-30
• 3.1.2 并聯(lián)制動(dòng)控制策略研究30-31
• 3.2 基于模糊控制的再生制動(dòng)策略研究31-33
• 3.2.1 模糊控制原理研究31-32
• 3.2.2 模糊控制系統(tǒng)的組成32
• 3.2.3 模糊控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)32-33
• 3.3 基于模糊控制的再生制動(dòng)策略建模與仿真33-41
• 3.3.1 Mamdani 型模糊控制器的建立33-37
• 3.3.2 仿真結(jié)果及分析37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)42-52
• 4.1 純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)42-47
• 4.1.1 DSP 控制電路設(shè)計(jì)43-44
• 4.1.2 功率變換電路44-45
• 4.1.3 隔離驅(qū)動(dòng)電路45
• 4.1.4 位置檢測(cè)電路45-46
• 4.1.5 上位機(jī)通信電路46
• 4.1.6 復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)電路46-47
• 4.2 純電動(dòng)汽車再生制動(dòng)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)47-51
• 4.2.1 系統(tǒng)主程序47-48
• 4.2.2 制動(dòng)子程序48-49
• 4.2.3 制動(dòng)能量釋放子程序49-50
• 4.2.4 上位機(jī)通信子程序50-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 純電動(dòng)汽車復(fù)合儲(chǔ)能再生制動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)52-59
• 5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)整體設(shè)計(jì)52-55
• 5.1.1 無(wú)刷直流電機(jī)53
• 5.1.2 測(cè)功機(jī)53-55
• 5.1.3 復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)55
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析55-58
• 5.3 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的研究成果63-64
• 致謝64

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