四轮毂电机驱动电动汽车再生制动系统研究
发布时间：2023-10-17 17:43
随着环境污染与能源危机问题日益严峻,电动汽车(Electric Vehicle,EV)成为了世界各国研发的热点。其中四轮毂电机驱动EV简化了传统机械传动部件,各轮毂电机可根据需求任意匹配,可以快速、精确、独立地控制驱动和制动力矩,在车辆底盘布置、节能优化和动力学控制等方面具有诸多优势。受蓄电池技术制约,EV充电速度较慢且续驶里程较短,提高能量利用率是目前迫切需要解决的问题。在城市工况下,EV制动过程耗散的能量较多,而再生制动系统(Regenerative Braking System,RBS)可在减速或制动过程中回收车辆动能,有效地提高能量利用率,同时可以减少传统制动器磨损,改善车辆动力学控制性能。考虑到四轮毂电机驱动EV的4个轮毂电机都可以回收制动能量,有着比传统EV更好的能量回收优势,因此四轮毂电机驱动EV的RBS具有重要的研究意义。论文以陕西省自然科学基础研究计划资助项目“四轮独立驱动电动汽车制动稳定性研究”(2017JM5139)为依托,通过分析四轮毂电机驱动EV结构特点、RBS能量回收影响因素、电机和蓄电池工作特性、液压制动系统工作特性等因素,提出了适用于四轮毂电机驱动EV,...
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 轮毂电机驱动EV
1.2.1 轮毂电机驱动技术
1.2.2 轮毂电机驱动EV研究现状
1.3 RBS介绍
1.3.1 能量回收影响因素
1.3.2 RBS研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 RBS基本理论
2.1 EV制动动力学理论
2.2 RBS能量流与子系统模型
2.2.1 RBS能量流
2.2.2 电机模型
2.2.3 蓄电池模型
2.2.4 液压制动系统模型
2.3 电机工作原理
2.4 电机再生制动控制原理
2.4.1 电机再生制动调制方式
2.4.2 电机再生制动控制方法
2.5 仿真软件与评价方法
2.5.1 仿真软件
2.5.2 评价方法
2.6 本章小结
第三章 四轮毂电机驱动EV动力系统参数匹配
3.1 EV动力系统参数匹配研究现状
3.2 整车参数和动力性能指标
3.3 整车动力系统需求参数计算
3.3.1 整车需求功率
3.3.2 整车最大需求力矩
3.3.3 电机额定和峰值转速
3.3.4 蓄电池需求能量
3.4 基于RBS能量回收最大化的动力系统参数最优匹配方案
3.4.1 整车需求功率二次再分模型
3.4.2 最优匹配方案理论分析
3.4.3 最优匹配方案仿真分析
3.4.4 最优匹配方案及电机和蓄电池选型
3.5 动力性能仿真测试
3.6 本章小结
第四章 RBS控制策略设计
4.1 RBS控制策略
4.1.1 RBS制动力矩分配策略
4.1.2 RBS影响因子设计
4.1.3 制动轮缸压力PID控制器设计
4.2 MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真模型
4.3 仿真验证
4.4 本章小结
第五章 RBS控制器与控制程序设计
5.1 RBS控制器设计方案
5.2 试验台与RBS控制器硬件电路
5.2.1 试验台主要硬件
5.2.2 BLDCM和蓄电池
5.2.3 RBS控制器硬件电路
5.3 电机再生制动控制方案
5.4 BLDCM驱动与再生制动换相控制时序
5.4.1 驱动换相控制时序
5.4.2 再生制动换相控制时序
5.5 功率驱动电路设计
5.5.1 功率开关器件介绍
5.5.2 MOSFET选型
5.5.3 MOSFET驱动器选型
5.5.4 MOSFET驱动电路
5.6 驱动与再生制动控制程序设计
5.6.1 MPLABXIDE与PICkit3简介
5.6.2 控制程序设计
5.7 再生制动试验
5.7.1 试验方案设计
5.7.2 制动性能试验
5.7.3 能量回收效果试验
5.7.4 试验结果分析
5.8 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果及项目经历
致谢
本文编号：3854711
【文章页数】：112 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.2 轮毂电机驱动EV
1.2.1 轮毂电机驱动技术
1.2.2 轮毂电机驱动EV研究现状
1.3 RBS介绍
1.3.1 能量回收影响因素
1.3.2 RBS研究现状
1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 RBS基本理论
2.1 EV制动动力学理论
2.2 RBS能量流与子系统模型
2.2.1 RBS能量流
2.2.2 电机模型
2.2.3 蓄电池模型
2.2.4 液压制动系统模型
2.3 电机工作原理
2.4 电机再生制动控制原理
2.4.1 电机再生制动调制方式
2.4.2 电机再生制动控制方法
2.5 仿真软件与评价方法
2.5.1 仿真软件
2.5.2 评价方法
2.6 本章小结
第三章 四轮毂电机驱动EV动力系统参数匹配
3.1 EV动力系统参数匹配研究现状
3.2 整车参数和动力性能指标
3.3 整车动力系统需求参数计算
3.3.1 整车需求功率
3.3.2 整车最大需求力矩
3.3.3 电机额定和峰值转速
3.3.4 蓄电池需求能量
3.4 基于RBS能量回收最大化的动力系统参数最优匹配方案
3.4.1 整车需求功率二次再分模型
3.4.2 最优匹配方案理论分析
3.4.3 最优匹配方案仿真分析
3.4.4 最优匹配方案及电机和蓄电池选型
3.5 动力性能仿真测试
3.6 本章小结
第四章 RBS控制策略设计
4.1 RBS控制策略
4.1.1 RBS制动力矩分配策略
4.1.2 RBS影响因子设计
4.1.3 制动轮缸压力PID控制器设计
4.2 MATLAB/Simulink和CarSim联合仿真模型
4.3 仿真验证
4.4 本章小结
第五章 RBS控制器与控制程序设计
5.1 RBS控制器设计方案
5.2 试验台与RBS控制器硬件电路
5.2.1 试验台主要硬件
5.2.2 BLDCM和蓄电池
5.2.3 RBS控制器硬件电路
5.3 电机再生制动控制方案
5.4 BLDCM驱动与再生制动换相控制时序
5.4.1 驱动换相控制时序
5.4.2 再生制动换相控制时序
5.5 功率驱动电路设计
5.5.1 功率开关器件介绍
5.5.2 MOSFET选型
5.5.3 MOSFET驱动器选型
5.5.4 MOSFET驱动电路
5.6 驱动与再生制动控制程序设计
5.6.1 MPLABXIDE与PICkit3简介
5.6.2 控制程序设计
5.7 再生制动试验
5.7.1 试验方案设计
5.7.2 制动性能试验
5.7.3 能量回收效果试验
5.7.4 试验结果分析
5.8 本章小结
总结与展望
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果及项目经历
致谢
本文编号：3854711
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