純電動汽車制動能量回收控制

【摘要】：純電動汽車是當前能夠解決能源短缺以及環(huán)境問題等一種切實可行的技術,但是續(xù)航能力不足制約了其發(fā)展和應用,而制動能量回收技術是提升車輛續(xù)航能力最為有效且易實現(xiàn)的辦法。本文主要研究純電動汽車再生制動時能量的回收以及如何高效的回收能量并再利用,以增加其行駛距離。本文首先建立了車輛力學模型,研究了純電動汽車的制動能量回收系統(tǒng)的結構以及工作原理,給出了以永磁無刷直流電機為驅動電機的制動能量回收系統(tǒng)的控制電路,并重點解析了再生制動時控制電路中永磁無刷直流電機和雙向DCDC/變換器的工作原理。為能高效的回收制動能量,分析了制動能量的流動情況以及轉換關系,并以此研究了制約制動能量回收能力的主要影響因素。依據(jù)目前已有的電機回饋制動控制策略,文中解析了各策略的特點,提出了采用制動力矩再生制動策略來回收制動能量,且設計了其基本的思路。為了提高能量的回收,根據(jù)ADVISOR提供的查表法以及文獻[50]提出的模糊算法,本文設計了一種改進的制動能量回收模糊策略,并基于ADVISOR,搭建了其仿真模型進行實驗驗證。實驗結果為,與前兩種制動能量回收控制策略相比,采用改進的控制策略使制動能量回收率提高了29.5%,整車有效能量回收率提高了7.3%,即有效提升了純電動汽車的續(xù)航能力。為減小電池電量問題對純電動汽車的動力性能、制動能量的回收和行駛里程的影響,文中提出了一種并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源系統(tǒng),給出了雙能源主回路控制電路,且對其原理進行了分析。通過研究雙能源系統(tǒng)的能量分配策略,基于ADVISOR簡單的二次開發(fā),搭建了并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車的仿真平臺,并進行了性能仿真,結果表明采用并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源對純電動汽車的動力性能以及經(jīng)濟性得到了大幅度的提高。針對制動能量的回收問題,提出了雙能源能量回收模糊策略并搭建了其仿真模型進行實驗驗證,其結果表明并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車采用能量回收模糊控制策略減少了能量的損耗,使制動能量回收效率和有效能量回收率分別提升了29.8%和10.8%,有效的延長其續(xù)駛里程。 【關鍵詞】：純電動汽車 制動能量回收 永磁無刷直流電機 雙向DC/DC變換器 雙能源系統(tǒng) 模糊算法
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景以及意義9-10
• 1.1.1 研究背景9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 制動能量回收的發(fā)展概述10-13
• 1.2.1 關鍵問題及研究方向10-11
• 1.2.2 國內外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的主要研究內容13-15
• 第二章 純電動汽車制動能量回收理論15-27
• 2.1 汽車制動理論15-17
• 2.2 純電動汽車制動能量回收17-23
• 2.2.1 制動能量回收系統(tǒng)原理17-18
• 2.2.2 永磁無刷直流電機18-20
• 2.2.3 DC/DC變換器20-23
• 2.3 制動能量回收控制策略23-24
• 2.4 制動能量傳遞與轉換分析24-25
• 2.5 制動能量回收的影響因素25-26
• 2.6 本章小結26-27
• 第三章 制動能量回收建模與控制策略27-36
• 3.1 ADVISOR提供的控制策略27
• 3.2 基于模糊算法的控制策略27-31
• 3.2.1 控制方案28
• 3.2.2 模糊控制器的設計28-31
• 3.3 基于模糊算法的改進的控制策略31-35
• 3.3.1 控制方案31-32
• 3.3.2 理想制動力分配模塊建模32
• 3.3.3 模糊控制器的設計32-35
• 3.4 本章小結35-36
• 第四章 純電動汽車制動能量回收仿真36-47
• 4.1 ADVISOR簡介36
• 4.2 電機模型36-37
• 4.3 雙向DC/DC模型37-38
• 4.4 電源模型38-39
• 4.5 制動能量回收控制策略的仿真模型39-42
• 4.5.1 ADVISOR提供的控制策略的仿真模型39-41
• 4.5.2 基于模糊算法的控制策略的仿真模型41
• 4.5.3 基于模糊算法的改進的控制策略的仿真模型41-42
• 4.6 仿真與結果分析42-46
• 4.6.1 仿真參數(shù)設置42-43
• 4.6.2 仿真結果與分析43-46
• 4.7 本章小結46-47
• 第五章 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車制動能量回收47-61
• 5.1 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源系統(tǒng)主回路47-49
• 5.2 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車能量管理49-55
• 5.2.1 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源的建模與分析49
• 5.2.2 控制方案49-50
• 5.2.3 模糊控制器設計50-51
• 5.2.4 ADVISOR二次開發(fā)51-53
• 5.2.5 仿真實驗53-55
• 5.3 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車制動能量回收55-57
• 5.4 仿真與結果分析57-59
• 5.5 本章小結59-61
• 第六章 結論61-63
• 參考文獻63-66
• 附錄1 并聯(lián)式鉛酸電池-鋰電池雙能源純電動汽車參數(shù)66-67
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明67-68
• 致謝68

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