电动汽车再生制动及复合电源功率分配研究
发布时间：2021-03-10 15:17
电动汽车不依赖化石能源、对环境影响小,因此被大力推广具有良好的市场前景。但由于纯电动汽车续驶里程短,且蓄电池比功率低、不能有效的提供峰值功率,严重制约了电动汽车进一步发展。电机再生制动将部分制动能量回收,有效提高能量利用率的同时延长了车辆续驶里程;复合电源系统可以弥补单一蓄电池瞬时大电流充放电能力差的不足,提高整车动力系统性能。在电机电动运行的基础上,深入分析了半桥和全桥两种斩波调制方式下,电机制动回馈过程中功率管的导通和能量流动的状态。采用半桥斩波调制方式和恒转矩回馈模糊控制策略实现了电机的再生制动。分析了车载复合电源系统的结构和工作模式,针对车辆在行驶过程中如何在两种能源之间合理分配需求功率的问题,对蓄电池和超级电容的工作特性和复合电源功率分配策略进行分析,采用了一种功率分配改进模糊控制方法。在Simulink环境下,建立了电机再生制动系统仿真模型,通过仿真验证采用半桥斩波调制和恒转矩回馈模糊控制策略的有效性。使用ADVISOR车辆仿真软件,以丰田Prius车型参数和原EV模型为基础,进行了复合电源系统二次开发。在新标欧洲循环测试工况下,通过仿真对比验证改进后的控制策略不仅能有效提...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 再生制动技术研究现状
1.2.2 复合电源系统研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 再生制动系统分析
2.1 再生制动系统结构和原理
2.1.1 再生制动系统结构
2.1.2 再生制动基本原理
2.2 无刷直流电机电动运行分析
2.2.1 无刷直流电机工作原理
2.2.2 无刷直流电机数学模型
2.3 无刷直流电机制动运行分析
2.3.1 半桥斩波制动过程分析
2.3.2 全桥斩波制动过程分析
2.3.3 两种调制方式对比
2.4 电机再生制动策略
2.4.1 电机制动策略分析
2.4.2 模糊控制输入/出变量分析
2.4.3 恒转矩回馈模糊控制器设计
2.5 影响车辆再生制动因素
2.6 本章小结
3 复合电源系统功率分配研究
3.1 复合电源系统结构和原理
3.1.1 复合电源系统结构
3.1.2 复合电源系统原理
3.2 蓄电池模型
3.2.1 蓄电池选型
3.2.2 电池特性分析
3.3 超级电容模型
3.4 双向DC-DC变换器特性分析
3.5 复合电源功率分配策略分析
3.6 功率分配改进模糊控制策略
3.6.1 功率分配模糊控制器结构
3.6.2 模糊控制输入/出变量分析
3.6.3 功率分配改进模糊控制器设计
3.7 本章小结
4 电机再生制动和复合电源系统仿真
4.1 电机再生制动系统仿真
4.1.1 再生制动模型
4.1.2 转速调节模块
4.1.3 电流采样模块
4.1.4 回馈制动模块
4.2 电机再生制动仿真结果及分析
4.3 ADVISOR二次开发
4.3.1 车辆顶层模型开发
4.3.2 车辆制动控制模型
4.3.3 复合电源系统模型
4.4 仿真参数及工况设定
4.5 复合电源系统仿真结果及分析
4.5.1 单一电源与复合电源对比
4.5.2 功率分配改进策略对比
4.6 车辆动力性能仿真结果及分析
4.6.1 加速性能测试
4.6.2 爬坡性能测试
4.7 其他参数特性仿真结果及分析
4.8 本章小结
5 实验车型硬件电路设计
5.1 硬件功能需求及整体方案设计
5.2 电源供电模块电路设计
5.3 绕组电流检测电路设计
5.4 外部信号采样电路设计
5.5 通信模块电路设计
5.6 驱/制动模块电路设计
5.7 DC-DC变换电路设计
5.8 本章小结
6 实验车型软件程序设计
6.1 软件功能需求及整体结构设计
6.1.1 主程序设计
6.1.2 初始化程序设计
6.1.3 自检程序设计
6.1.4 采样程序设计
6.1.5 通信程序设计
6.1.6 制动程序设计
6.1.7 功率分配设计
6.2 上位机功能需求及整体结构设计
6.2.1 人机交互前面板设计
6.2.2 上位机软件工作流程
6.2.3 VISA串口通信程序设计
6.3 本章小结
7 实验平台搭建与测试
7.1 实验车型制动系统
7.2 电机绕组电流检测
7.3 PWM驱动信号测试
7.4 车辆再生制动测试
7.5 上位机平台测试
7.6 本章小结
8 总结与展望
8.1 全文总结
8.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3074867
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 再生制动技术研究现状
1.2.2 复合电源系统研究现状
1.3 本文主要研究内容
2 再生制动系统分析
2.1 再生制动系统结构和原理
2.1.1 再生制动系统结构
2.1.2 再生制动基本原理
2.2 无刷直流电机电动运行分析
2.2.1 无刷直流电机工作原理
2.2.2 无刷直流电机数学模型
2.3 无刷直流电机制动运行分析
2.3.1 半桥斩波制动过程分析
2.3.2 全桥斩波制动过程分析
2.3.3 两种调制方式对比
2.4 电机再生制动策略
2.4.1 电机制动策略分析
2.4.2 模糊控制输入/出变量分析
2.4.3 恒转矩回馈模糊控制器设计
2.5 影响车辆再生制动因素
2.6 本章小结
3 复合电源系统功率分配研究
3.1 复合电源系统结构和原理
3.1.1 复合电源系统结构
3.1.2 复合电源系统原理
3.2 蓄电池模型
3.2.1 蓄电池选型
3.2.2 电池特性分析
3.3 超级电容模型
3.4 双向DC-DC变换器特性分析
3.5 复合电源功率分配策略分析
3.6 功率分配改进模糊控制策略
3.6.1 功率分配模糊控制器结构
3.6.2 模糊控制输入/出变量分析
3.6.3 功率分配改进模糊控制器设计
3.7 本章小结
4 电机再生制动和复合电源系统仿真
4.1 电机再生制动系统仿真
4.1.1 再生制动模型
4.1.2 转速调节模块
4.1.3 电流采样模块
4.1.4 回馈制动模块
4.2 电机再生制动仿真结果及分析
4.3 ADVISOR二次开发
4.3.1 车辆顶层模型开发
4.3.2 车辆制动控制模型
4.3.3 复合电源系统模型
4.4 仿真参数及工况设定
4.5 复合电源系统仿真结果及分析
4.5.1 单一电源与复合电源对比
4.5.2 功率分配改进策略对比
4.6 车辆动力性能仿真结果及分析
4.6.1 加速性能测试
4.6.2 爬坡性能测试
4.7 其他参数特性仿真结果及分析
4.8 本章小结
5 实验车型硬件电路设计
5.1 硬件功能需求及整体方案设计
5.2 电源供电模块电路设计
5.3 绕组电流检测电路设计
5.4 外部信号采样电路设计
5.5 通信模块电路设计
5.6 驱/制动模块电路设计
5.7 DC-DC变换电路设计
5.8 本章小结
6 实验车型软件程序设计
6.1 软件功能需求及整体结构设计
6.1.1 主程序设计
6.1.2 初始化程序设计
6.1.3 自检程序设计
6.1.4 采样程序设计
6.1.5 通信程序设计
6.1.6 制动程序设计
6.1.7 功率分配设计
6.2 上位机功能需求及整体结构设计
6.2.1 人机交互前面板设计
6.2.2 上位机软件工作流程
6.2.3 VISA串口通信程序设计
6.3 本章小结
7 实验平台搭建与测试
7.1 实验车型制动系统
7.2 电机绕组电流检测
7.3 PWM驱动信号测试
7.4 车辆再生制动测试
7.5 上位机平台测试
7.6 本章小结
8 总结与展望
8.1 全文总结
8.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
本文编号：3074867
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3074867.html
