电磁耦合传动的飞轮式制动能量回收装置性能仿真研究
发布时间：2021-07-16 11:39
在节能和环保的压力下,提高能量利用率成为引人关注的研究问题之一。制动能量回收技术作为电动汽车节能环保的一种方式,可提高能量利用率,延长整车续驶里程。因此,采用合理的方法提高电动汽车制动能量回收效率,是值得深入探讨的课题。本文提出电磁耦合传动的飞轮式制动能量回收装置,由储能飞轮、电磁耦合传动机构及电气控制装置组成,在详细阐述储能飞轮结构设计方法及飞轮材料的选择要求后,设计多级飞轮储能装置,并设计其底盘布置方案。通过阐述电磁转差离合器的结构和基本工作原理,分析电气控制装置输出的励磁电流对电磁转差离合器机械特性的影响,得出该系统实质为晶闸管相控整流器构成的直流调速系统（V-M系统）。采用双闭环调速方法对电磁转差离合器的输出转速控制,分析了双闭环控制系统的调速过程及其静特性,其电流环控制器及转速环控制器均采用比例积分控制器,电力电子变换器设计成为一阶的惯性环,建立双闭环控制模型并进行仿真。在分析电磁耦合传动的飞轮式制动能量回收装置作用下的汽车制动状态的基础上,设计电磁耦合传动的飞轮储能模型、液压制动模型及采用自寻优控制方法的防抱死控制模型,并采用固定比例设计前后轮制动力控制、飞轮式制动能量回收...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１我国近五年新能源汽车销量?
先进、具有新技术、新结构的汽车［１］。我国新能源汽车行业己经具备产业化基础，能够??独立完成原材料供应，驱动电机、动力电池等关键零部件研发生产，充电桩等配套设备??建设以及整车设计制造［２］。我国近五年新能源汽车销量，如图１－１所示。据统计，２０１７??年，全国新能源汽车新注册登记６５万辆，保有量己达１５３万辆。但是，新能源汽车的??制造成本仍然较高，新能源汽车成本结构如图１－２所示，主要集中在电池、电机、电控??“三大电”系统，动力系统约占新能源汽车成本的５０°／〇［３］。??ｒｎｍ?＾??ｄ＾〇－?ＳＳＩＰ??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??＿?＿??图１－１我国近五年新能源汽车销量?图１－２新能源汽车成本结构图??根据国务院出台《关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（２０１２?—?２０２０年）的??通知》，我国新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主??要战略发展方向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化［４］。《中国制??造２０２５》中更是明确指出，我国将继续支持新能源汽车发展，以电动化、网络化、智能??化为目标，着力提升高效环保内燃机、轻量化材料、先进变速器、动力电池、驱动电??机、智能控制系统等核心技术的制造生产能力Ｗ。??制动能量回收是新能源汽车的一项重要功能
?程为目标，是汽车节能环保的主要手段１６］。ＥＣＥ和ＵＤＤＣ工况下的制动能量损耗占总能??量消耗的比例，如图１－３所示，经研究，汽车在城市行驶过程中，制动能量占到汽车总??能耗的３０％？５０％，即在制动过程中能量以摩擦散热形式损耗［６］。如果能将这部分能量回??收，并将其合理有效地利用在车辆起步或加速时，将显著提高汽车的燃油经济性，在减??少制动噪声的同时，增加汽车制动零件使用寿命。采用再生制动能量回收，经计算可提??高车辆续驶里程３３％［８］。汽车制动能量回收技术己有开发应用，但还需从再生制动原??理、能量转换与存储、控制策略等关键技术方面进一步改进，以提高电动汽车的能源利??用效率，并对促进电动汽车的普及应用有十分重要的作用［９］。??＞２．４１％?１＿ｒＪ＿ｒＴｉｒｍｉｌ丨丨??４７３Ｖ；。?Ｈｏ??ａ）ＥＣＥ工况?ｂ）ＵＤＤＣ工况??图１－３?ＥＣＥ工况及ＵＤＤＣ工况制动能量损耗占总能量消耗的比例??本文基于飞轮储能技术，提出一种电磁耦合的低成本飞轮式制动能量回收装置。在??此基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]某车型制动力分配系数的设计与计算[J]. 苟丽媛. 汽车实用技术. 2018(15)
[2]中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策[J]. 马建,刘晓东,陈轶嵩,汪贵平,赵轩,贺伊琳,许世维,张凯,张一西. 中国公路学报. 2018(08)
[3]基于非线性优化的电动汽车再生制动控制策略[J]. 汪求峰,许勇. 桂林电子科技大学学报. 2017(06)
[4]纯电动轿车制动能量回收试验研究[J]. 赵国宇,张轶,郭斌,杨兴旺. 汽车实用技术. 2017(18)
[5]储能复合材料飞轮力学研究进展[J]. 王超,戴兴建,汪勇,李玺,钟国彬. 储能科学与技术. 2017(05)
[6]浅谈新能源汽车的制动能量回收技术[J]. 姜峰. 中国高新技术企业. 2016(36)
[7]车载飞轮储能系统及其关键技术研究[J]. 汤延祺,朱熀秋. 电机与控制应用. 2016(05)
[8]飞轮式汽车制动能量回收系统的研究[J]. 黄菊花,王傅忠,杨军平. 系统仿真学报. 2016(05)
[9]节能汽车制动能量回收与再利用[J]. 李欣,王佳. 机械设计与制造. 2016(04)
[10]中国电动汽车百人会中国电动汽车百人会:推动中国电动汽车行业发展[J]. 田恬. 科技导报. 2016(06)
博士论文
[1]电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究[D]. 王吉.吉林大学 2011
硕士论文
[1]纯电动汽车再生制动控制策略研究[D]. 郭海军.长安大学 2017
[2]飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究[D]. 王傅忠.南昌大学 2015
[3]机械飞轮动能回收系统设计[D]. 罗祥程.哈尔滨工程大学 2015
[4]基于制动意图识别的制动能量回收控制算法研究[D]. 马其贞.吉林大学 2013
[5]并联插电式混合动力汽车再生制动系统研究[D]. 李鹏.湖南大学 2012
[6]电磁调速电机控制模块的设计[D]. 张晓哲.天津大学 2012
本文编号：3286939
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１我国近五年新能源汽车销量?
先进、具有新技术、新结构的汽车［１］。我国新能源汽车行业己经具备产业化基础，能够??独立完成原材料供应，驱动电机、动力电池等关键零部件研发生产，充电桩等配套设备??建设以及整车设计制造［２］。我国近五年新能源汽车销量，如图１－１所示。据统计，２０１７??年，全国新能源汽车新注册登记６５万辆，保有量己达１５３万辆。但是，新能源汽车的??制造成本仍然较高，新能源汽车成本结构如图１－２所示，主要集中在电池、电机、电控??“三大电”系统，动力系统约占新能源汽车成本的５０°／〇［３］。??ｒｎｍ?＾??ｄ＾〇－?ＳＳＩＰ??２０１３?２０１４?２０１５?２０１６?２０１７??＿?＿??图１－１我国近五年新能源汽车销量?图１－２新能源汽车成本结构图??根据国务院出台《关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（２０１２?—?２０２０年）的??通知》，我国新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主??要战略发展方向，当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车产业化［４］。《中国制??造２０２５》中更是明确指出，我国将继续支持新能源汽车发展，以电动化、网络化、智能??化为目标，着力提升高效环保内燃机、轻量化材料、先进变速器、动力电池、驱动电??机、智能控制系统等核心技术的制造生产能力Ｗ。??制动能量回收是新能源汽车的一项重要功能
?程为目标，是汽车节能环保的主要手段１６］。ＥＣＥ和ＵＤＤＣ工况下的制动能量损耗占总能??量消耗的比例，如图１－３所示，经研究，汽车在城市行驶过程中，制动能量占到汽车总??能耗的３０％？５０％，即在制动过程中能量以摩擦散热形式损耗［６］。如果能将这部分能量回??收，并将其合理有效地利用在车辆起步或加速时，将显著提高汽车的燃油经济性，在减??少制动噪声的同时，增加汽车制动零件使用寿命。采用再生制动能量回收，经计算可提??高车辆续驶里程３３％［８］。汽车制动能量回收技术己有开发应用，但还需从再生制动原??理、能量转换与存储、控制策略等关键技术方面进一步改进，以提高电动汽车的能源利??用效率，并对促进电动汽车的普及应用有十分重要的作用［９］。??＞２．４１％?１＿ｒＪ＿ｒＴｉｒｍｉｌ丨丨??４７３Ｖ；。?Ｈｏ??ａ）ＥＣＥ工况?ｂ）ＵＤＤＣ工况??图１－３?ＥＣＥ工况及ＵＤＤＣ工况制动能量损耗占总能量消耗的比例??本文基于飞轮储能技术，提出一种电磁耦合的低成本飞轮式制动能量回收装置。在??此基础上
【参考文献】：
期刊论文
[1]某车型制动力分配系数的设计与计算[J]. 苟丽媛. 汽车实用技术. 2018(15)
[2]中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策[J]. 马建,刘晓东,陈轶嵩,汪贵平,赵轩,贺伊琳,许世维,张凯,张一西. 中国公路学报. 2018(08)
[3]基于非线性优化的电动汽车再生制动控制策略[J]. 汪求峰,许勇. 桂林电子科技大学学报. 2017(06)
[4]纯电动轿车制动能量回收试验研究[J]. 赵国宇,张轶,郭斌,杨兴旺. 汽车实用技术. 2017(18)
[5]储能复合材料飞轮力学研究进展[J]. 王超,戴兴建,汪勇,李玺,钟国彬. 储能科学与技术. 2017(05)
[6]浅谈新能源汽车的制动能量回收技术[J]. 姜峰. 中国高新技术企业. 2016(36)
[7]车载飞轮储能系统及其关键技术研究[J]. 汤延祺,朱熀秋. 电机与控制应用. 2016(05)
[8]飞轮式汽车制动能量回收系统的研究[J]. 黄菊花,王傅忠,杨军平. 系统仿真学报. 2016(05)
[9]节能汽车制动能量回收与再利用[J]. 李欣,王佳. 机械设计与制造. 2016(04)
[10]中国电动汽车百人会中国电动汽车百人会:推动中国电动汽车行业发展[J]. 田恬. 科技导报. 2016(06)
博士论文
[1]电动轮汽车制动集成控制策略与复合ABS控制研究[D]. 王吉.吉林大学 2011
硕士论文
[1]纯电动汽车再生制动控制策略研究[D]. 郭海军.长安大学 2017
[2]飞轮式汽车制动能量回收及缓速系统的研究[D]. 王傅忠.南昌大学 2015
[3]机械飞轮动能回收系统设计[D]. 罗祥程.哈尔滨工程大学 2015
[4]基于制动意图识别的制动能量回收控制算法研究[D]. 马其贞.吉林大学 2013
[5]并联插电式混合动力汽车再生制动系统研究[D]. 李鹏.湖南大学 2012
[6]电磁调速电机控制模块的设计[D]. 张晓哲.天津大学 2012
本文编号：3286939
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