纯电动车电池充放电控制策略在环仿真研究

发布时间：2017-08-29 09:20

  本文关键词：纯电动车电池充放电控制策略在环仿真研究

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【摘要】：纯电动汽车在使用过程中对环境不造成污染这一特点而受到各国家汽车行业的关注。但是纯电动车续航能力短的问题一直是困扰电动汽车发展的重要因素,并直接限制了电动汽车发展的。纯电动汽车由动力电池组组成的储能系统,电机以及其他机械装置组成的动力系统和电气设备以及通信系统组成的整车控制系统组成。而充放电控制系统是整车控制系统的核心部分,特别是合理的充放电控制策略对纯电动汽车的产品优化特别重要。而硬件在环仿真技术在纯电动车研发过程中发挥着重要作用,在电动车研发过程中使用硬件在环仿真技术不仅可以大大节约研发成本,而且可以避免由实车实验带来的危险。因此本文将结合硬件在环仿真技术来研究纯电动汽车充放电控制策略,并进行在环仿真实验。本文对纯电动车的行驶模式以及充放电控制策略进行了深入探究,本文主要对以下几个方面做出了详细研究:首先,了硬件在环仿真技术在纯电动汽车研发过程中国内外发展状况,以及现有的国内外该技术成熟研发系统。同时介绍了纯电动汽车充放电控制策略研究现状。其次,介绍了本文使用的硬件环境并着重介绍了通信系统中使用到的总线选型以及通信协议的介绍,同时对驱动模拟系统中电机进行了详细介绍包括电机选型以及电机工作原理等。再次对纯电动汽车充放电控制策略进行了详细的研究,主要体现在两个方面,放电过程体现在汽车的驱动过程,本文详细分析了驾驶员操作与电动车运行之间的关系,在此基础上提出电流单闭环控制策略作为电动车放电控制策略。充电过程体现在电动汽车制动能量回收过程,在此过程中结合模糊逻辑应用的特点,本文提出基于模糊逻辑的制动能量回收控制策略。最后,为了直观的显示电动车的运行状态以及驾驶员操作过程,本文以LabVIEW软件作为开发工具开发出用于实时监控动力电池各项基本参数的电池监控系统以及对电动车运行状态进行实时监控的电动车监控显示系统。同时应用LabVIEW中通信组件对系统中通信模块进行了设计。在文章最后使用LabVIEW中Matlab接口模块进行不同工况下的联合仿真。仿真结果验证了本文所设计的纯电动车充放电硬件在环仿真系统以及充放电控制策略的合理性。
【关键词】：纯电动汽车 硬件在环仿真 充放电控制 LabVIEW
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;TP391.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 纯电动车硬件在环仿真技术国内外研究现状11-14
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 纯电动车充放电控制策略研究现状14-16
• 1.4 本课题的主要任务16-17
• 第2章 纯电动车硬件在环仿真系统硬件设计17-34
• 2.1 仿真系统硬件整体设计17-18
• 2.2 上位机监控系统18-19
• 2.3 电动汽车驾驶仿真系统19-20
• 2.4 电动汽车驱动模拟系统20-26
• 2.4.1 驱动电机数学模型21-24
• 2.4.2 可控负载模拟系统24-25
• 2.4.3 电动汽车运行阻力建模25-26
• 2.5 数据采集系统26-32
• 2.5.1 CAN通讯系统设计26-28
• 2.5.2 PCI1711数据采系统设计28-29
• 2.5.3 RS232串行通讯设计29-32
• 2.6 本章小结32-34
• 第3章 纯电动车充放电过程分析及控制策略的研究34-54
• 3.1 纯电动汽车运行模式分析34-36
• 3.2 纯电动汽车行驶控制策略分析36-40
• 3.2.1 电动车起步模式和正常行驶模式分析36-37
• 3.2.2 加减速输入输出关系37-38
• 3.2.3 驱动控制系统结构图38-40
• 3.3 电池充放电控制策略实现40-46
• 3.3.1 加速踏板信号处理40-41
• 3.3.2 驾驶员意图解析41-43
• 3.3.3 电流单闭环控制系统43-45
• 3.3.4 电池SOC影响45-46
• 3.4 纯电动车制动能量回收控制46-53
• 3.4.1 制动能量回收系统简介46-47
• 3.4.2 制动回能模式分析47-48
• 3.4.3 基于模糊逻辑的制动能量回馈策略实现48-53
• 3.5 本章小结53-54
• 第4章 纯电动车在环仿真软件设计及仿真实验54-66
• 4.1 上位机软件整体设计54-55
• 4.2 系统通讯模块软件设计55-60
• 4.2.1 CAN-II通讯模块软件设计55-58
• 4.2.2 RS232通讯模块软件设计58-60
• 4.3 电池监控系统及汽车运行监控系统软件设计60-62
• 4.4 纯电动车充放电控制策略仿真实验及结果分析62-65
• 4.4.1 起步模式和正常行驶模式仿真及分析62-64
• 4.4.2 制动回能模式仿真结果及分析64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间发表的学术论文70-71
• 致谢71

【参考文献】

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本文编号：752510