FSEC电动赛车驱动系统及转矩控制策略研究
发布时间：2021-04-25 17:38
纯电动汽车以其零排放、噪声小、效率高等特点成为未来汽车产业发展的主流方向。中国大学生电动方程式汽车大赛（FSEC）以培养我国电动汽车人才为目的,广泛开展相关赛事并不断发展壮大,对电动汽车发展有着深远的意义。其中,驱动系统是电动赛车的技术关键所在,直接影响了整车的动力性与经济性。对于普遍采取单电机驱动方案的电动赛车,其转矩控制策略无法通过“转矩分配”的方式,同时实现提升整车动力性与经济性,所以其驱动控制策略具有普遍的局限性。本文以电动赛车为研究对象,对驱动系统进行参数匹配设计,根据行驶道路预知的情况,提出一种基于既定道路的转矩控制策略,主要研究内容和成果如下:（1）分析了不同类型下整车布置结构的优点与不足,选定单电机驱动、双电池箱侧置的布置形式。同时以性能指标及整车基本参数为基础,对电动赛车驱动系统中的驱动电机、动力电池、以及传动系统进行参数匹配设计与选型。（2）分别采用Optimum Lap以及Matlab/Simulink软件平台分别构建了道路模型和整车模型,并通过计算机仿真获取FSEC赛道工况,从理论上保证设计的驱动系统满足整车动力性能以及21km耐久赛续驶里程需求。（3）研究基于...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 纯电动汽车国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 单电机纯电动汽车转矩控制策略研究现状
1.4 FSEC电动方程式汽车比赛
1.2.1 赛事内容简介
1.2.2 电动方程式赛车简介
1.5 研究内容及意义
第二章 驱动系统关键部件参数匹配
2.1 整车结构布置与性能指标
2.1.1 整车结构布置分析
2.1.2 整车性能指标与基本参数
2.2 驱动系统参数匹配
2.2.1 驱动电机参数匹配
2.2.2 动力电池参数匹配
2.2.3 传动系统参数匹配
2.3 本章小结
第三章 赛道模型与整车模型构建与仿真分析
3.1 基于Optimum Lap的赛道模型构建
3.1.1 Optimum Lap简介
3.1.2 赛道模型构建及FSEC工况生成
3.2 基于Matlab/Simulink的整车模型构建
3.2.1 驱动电机模型构建
3.2.2 动力电池模型构建
3.2.3 整车行驶模块构建
3.2.4 驾驶员模块构建
3.3 仿真验证与结果分析
3.3.1 全负荷加速仿真
3.3.2 FSEC循环工况仿真
3.4 本章小结
第四章 基于既定道路的电动赛车转矩控制策略
4.1 电动赛车转矩控制策略设计目标
4.1.1 电动赛车驱动控制系统结构及控制策略要求
4.1.2 电动赛车控制策略架构分析
4.2 基于既定道路转矩控制策略
4.2.1 基准转矩设计
4.2.2 补偿转矩设计
4.3 本章小结
第五章 电动赛车驱动及控制系统设计搭建
5.1 电动赛车驱动控制系统设计
5.1.1 高压驱动系统设计
5.1.2 低压控制系统设计
5.1.3 基于CAN总线协议的整车通讯网络构建
5.2 基于快速原型的整车控制策略模型构建及数据监测
5.2.1 加速踏板标定及部分功能实现
5.2.2 优化转矩控制策略实现
5.2.3 加速踏板/制动踏板可靠性机制
5.2.4 基于J1939协议的CAN报文编排
5.2.5 数据监控与标定
5.3 本章小节
第六章 整车性能与转矩控制策略验证
6.1 全负荷加速性能试验
6.1.1 全负荷加速性能试验方案设计
6.1.2 全负荷加速性能测试结果分析
6.2 优化转矩控制策略测试
6.2.1 优化转矩控制策略测试方案设计
6.2.2 优化转矩控制策略测试结果分析
6.3 本章小节
总结与展望
全文工作总结
工作创新点
工作展望
参考文献
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机位置检测偏差对驱动系统性能的影响研究[J]. 王海兵,赵荣祥,汤胜清,杨欢. 电工技术学报. 2018(04)
[2]2017年新能源汽车产业盘点 [政策篇][J]. 甄文媛. 汽车纵横. 2018(01)
[3]互联网+汽车,工业创新新领域[J]. 马英才. 互联网经济. 2017(Z2)
[4]2017年全球电动汽车展望[J]. 程如烟. 科技中国. 2017(10)
[5]锂离子电池失效分析概述[J]. 王其钰,王朔,张杰男,郑杰允,禹习谦,李泓. 储能科学与技术. 2017(05)
[6]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[7]插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 王钦普,游思雄,李亮,杨超. 机械工程学报. 2017(16)
[8]特斯拉纯电动汽车核心和非核心技术演化研究[J]. 闫杰,缪小明,闫斌. 世界科技研究与发展. 2017(03)
[9]锂离子电池等效电路模型及参数辨识方法研究[J]. 曹丽鹏,谢阳,李玲玲,李玲玲. 电气时代. 2017(02)
[10]电动汽车动力系统结构分析[J]. 许笑月,宋春华,韦兴平,徐全,宋昌林. 装备制造技术. 2017(01)
博士论文
[1]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
硕士论文
[1]永磁同步电动机转矩脉动抑制的控制策略研究[D]. 陈坤.沈阳工业大学 2017
[2]蔚来汽车产品开发流程优化研究[D]. 郭息林.兰州大学 2017
[3]FSEC电动方程式赛车动力系统性能研究[D]. 关健.沈阳航空航天大学 2017
[4]大学生纯电动方程式赛车电池剩余电量估算[D]. 苏婷.西华大学 2016
[5]FSAE纯电动赛车动力匹配及试验研究[D]. 邓家奇.长安大学 2016
[6]FSE电动方程式赛车动力系统性能研究[D]. 张明亮.重庆大学 2015
[7]基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用[D]. 冯超.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2013
[8]纯电动客车动力总成控制策略研究[D]. 王立国.吉林大学 2009
本文编号：3159809
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 纯电动汽车国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
1.2.2 国内发展现状
1.3 单电机纯电动汽车转矩控制策略研究现状
1.4 FSEC电动方程式汽车比赛
1.2.1 赛事内容简介
1.2.2 电动方程式赛车简介
1.5 研究内容及意义
第二章 驱动系统关键部件参数匹配
2.1 整车结构布置与性能指标
2.1.1 整车结构布置分析
2.1.2 整车性能指标与基本参数
2.2 驱动系统参数匹配
2.2.1 驱动电机参数匹配
2.2.2 动力电池参数匹配
2.2.3 传动系统参数匹配
2.3 本章小结
第三章 赛道模型与整车模型构建与仿真分析
3.1 基于Optimum Lap的赛道模型构建
3.1.1 Optimum Lap简介
3.1.2 赛道模型构建及FSEC工况生成
3.2 基于Matlab/Simulink的整车模型构建
3.2.1 驱动电机模型构建
3.2.2 动力电池模型构建
3.2.3 整车行驶模块构建
3.2.4 驾驶员模块构建
3.3 仿真验证与结果分析
3.3.1 全负荷加速仿真
3.3.2 FSEC循环工况仿真
3.4 本章小结
第四章 基于既定道路的电动赛车转矩控制策略
4.1 电动赛车转矩控制策略设计目标
4.1.1 电动赛车驱动控制系统结构及控制策略要求
4.1.2 电动赛车控制策略架构分析
4.2 基于既定道路转矩控制策略
4.2.1 基准转矩设计
4.2.2 补偿转矩设计
4.3 本章小结
第五章 电动赛车驱动及控制系统设计搭建
5.1 电动赛车驱动控制系统设计
5.1.1 高压驱动系统设计
5.1.2 低压控制系统设计
5.1.3 基于CAN总线协议的整车通讯网络构建
5.2 基于快速原型的整车控制策略模型构建及数据监测
5.2.1 加速踏板标定及部分功能实现
5.2.2 优化转矩控制策略实现
5.2.3 加速踏板/制动踏板可靠性机制
5.2.4 基于J1939协议的CAN报文编排
5.2.5 数据监控与标定
5.3 本章小节
第六章 整车性能与转矩控制策略验证
6.1 全负荷加速性能试验
6.1.1 全负荷加速性能试验方案设计
6.1.2 全负荷加速性能测试结果分析
6.2 优化转矩控制策略测试
6.2.1 优化转矩控制策略测试方案设计
6.2.2 优化转矩控制策略测试结果分析
6.3 本章小节
总结与展望
全文工作总结
工作创新点
工作展望
参考文献
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]永磁同步电机位置检测偏差对驱动系统性能的影响研究[J]. 王海兵,赵荣祥,汤胜清,杨欢. 电工技术学报. 2018(04)
[2]2017年新能源汽车产业盘点 [政策篇][J]. 甄文媛. 汽车纵横. 2018(01)
[3]互联网+汽车,工业创新新领域[J]. 马英才. 互联网经济. 2017(Z2)
[4]2017年全球电动汽车展望[J]. 程如烟. 科技中国. 2017(10)
[5]锂离子电池失效分析概述[J]. 王其钰,王朔,张杰男,郑杰允,禹习谦,李泓. 储能科学与技术. 2017(05)
[6]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2017(06)
[7]插电式混合动力汽车能量管理策略研究综述[J]. 王钦普,游思雄,李亮,杨超. 机械工程学报. 2017(16)
[8]特斯拉纯电动汽车核心和非核心技术演化研究[J]. 闫杰,缪小明,闫斌. 世界科技研究与发展. 2017(03)
[9]锂离子电池等效电路模型及参数辨识方法研究[J]. 曹丽鹏,谢阳,李玲玲,李玲玲. 电气时代. 2017(02)
[10]电动汽车动力系统结构分析[J]. 许笑月,宋春华,韦兴平,徐全,宋昌林. 装备制造技术. 2017(01)
博士论文
[1]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
硕士论文
[1]永磁同步电动机转矩脉动抑制的控制策略研究[D]. 陈坤.沈阳工业大学 2017
[2]蔚来汽车产品开发流程优化研究[D]. 郭息林.兰州大学 2017
[3]FSEC电动方程式赛车动力系统性能研究[D]. 关健.沈阳航空航天大学 2017
[4]大学生纯电动方程式赛车电池剩余电量估算[D]. 苏婷.西华大学 2016
[5]FSAE纯电动赛车动力匹配及试验研究[D]. 邓家奇.长安大学 2016
[6]FSE电动方程式赛车动力系统性能研究[D]. 张明亮.重庆大学 2015
[7]基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用[D]. 冯超.中国科学院大学(工程管理与信息技术学院) 2013
[8]纯电动客车动力总成控制策略研究[D]. 王立国.吉林大学 2009
本文编号：3159809
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