純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)能量優(yōu)化方法的研究

【摘要】：為了解決日益嚴(yán)峻的能源問題和環(huán)境問題，新能源汽車的研究已經(jīng)成為我國汽車發(fā)展戰(zhàn)略。汽車?yán)鋮s系統(tǒng)用于維持汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的溫度處于合理的范圍內(nèi)，防止溫度過高造成動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用壽命縮短，甚至損毀。本文針對純電動(dòng)汽車的冷卻系統(tǒng)，研究能夠反映汽車不同工況中冷卻液溫度變化的仿真方法，在此基礎(chǔ)上，在滿足冷卻系統(tǒng)控制需求的前提下，以冷卻風(fēng)扇能量最小為目標(biāo)，研究冷卻系統(tǒng)的控制方法。 本文首先對純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要說明，并利用AMESim軟件對包含簡單的汽車動(dòng)力學(xué)特性、整車控制策略的冷卻系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模，用于在各種工況中驗(yàn)證控制算法；對AMESim模型中的器件進(jìn)行參數(shù)匹配，以選取的匹配車型進(jìn)行配置；采集實(shí)車在不同工況下的電機(jī)溫度，對比實(shí)車和AMESim軟件下電機(jī)的溫升曲線，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。 本文對純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，建立了以風(fēng)扇風(fēng)量為控制輸入，以冷卻系統(tǒng)散熱器出口溫度為控制輸出的冷卻系統(tǒng)熱模型，確定熱模型中的參數(shù)，建立冷卻系統(tǒng)熱模型的狀態(tài)空間表達(dá)式，用于后續(xù)控制器的設(shè)計(jì)，利用Matlab/simulink搭建冷卻系統(tǒng)熱模型，并通過AMESim中的冷卻系統(tǒng)仿真環(huán)境對熱模型校驗(yàn)。 以冷卻系統(tǒng)中冷卻風(fēng)扇消耗能量最小為目標(biāo)，來研究冷卻系統(tǒng)控制方法，根據(jù)冷卻液溫度控制在特定范圍內(nèi)，并且對輸入輸出存在約束的控制問題，設(shè)計(jì)了冷卻系統(tǒng)的預(yù)測控制器，并分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。構(gòu)建了純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)與Matlab/simulink的聯(lián)合仿真環(huán)境；在聯(lián)合仿真平臺下驗(yàn)證控制器的控制效果并對結(jié)果進(jìn)行分析。 【關(guān)鍵詞】：純電動(dòng)汽車 冷卻系統(tǒng) 能量優(yōu)化 模型預(yù)測控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-12
• 1.1.1 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.1.2 純電動(dòng)汽車研究現(xiàn)狀10
• 1.1.3 汽車?yán)鋮s系統(tǒng)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)仿真與控制問題12-13
• 1.3 本文內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的仿真15-39
• 2.1 引言15
• 2.2 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析15-16
• 2.3 基于 AMESim 的冷卻系統(tǒng)物理模型的構(gòu)建16-20
• 2.3.1 仿真平臺介紹17
• 2.3.2 基于 AMESim 的冷卻系統(tǒng)建模17-20
• 2.4 冷卻系統(tǒng)物理模型的參數(shù)匹配20-33
• 2.4.1 電機(jī)參數(shù)匹配21-27
• 2.4.2 逆變器參數(shù)匹配27-28
• 2.4.3 電池參數(shù)匹配28-29
• 2.4.4 冷卻系統(tǒng)中各器件的參數(shù)匹配29-33
• 2.5 冷卻系統(tǒng)仿真結(jié)果驗(yàn)證33-37
• 2.6 本章小結(jié)37-39
• 第3章 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的建模39-49
• 3.1 引言39
• 3.2 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化39-40
• 3.3 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)熱模型的建立及驗(yàn)證40-48
• 3.3.1 純電動(dòng)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)熱模型的建立40-44
• 3.3.2 冷卻系統(tǒng)熱模型的驗(yàn)證44-48
• 3.4 本章小結(jié)48-49
• 第4章 冷卻系統(tǒng)的能量優(yōu)化控制方法49-71
• 4.1 引言49
• 4.2 能量優(yōu)化的控制方法的設(shè)計(jì)49-57
• 4.2.1 冷卻系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)及控制方法確定49-53
• 4.2.2 冷卻系統(tǒng)預(yù)測控制器設(shè)計(jì)53-56
• 4.2.3 系統(tǒng)閉環(huán)穩(wěn)定性確定56-57
• 4.3 能量優(yōu)化控制的仿真研究57-70
• 4.3.1 AMESim 與 Matlab 的聯(lián)合仿真58-59
• 4.3.2 系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析59-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78-80
• 致謝80

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