双源无轨电动客车能源系统设计开发
本文关键词：双源无轨电动客车能源系统设计开发
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【摘要】：在国家大力推进新能源客车研发及产业化的进程中,双源无轨电动客车的节能、环保优势再一次体现出来。北京、上海、济南等仍保留无轨电车线网的城市都提出了相应的双源无轨电动客车复兴计划,进行合理的无轨电车线网架设规划并实现分段架设,在繁华地段及局部区域根据情况取消线网,以改善线网架设带来的视觉影响。因此具有搭网线网运行和脱网纯电动运行两种模式的双源无轨电动客车更适应在改造后的无轨电车线网上运行。能源系统作为双源无轨电动客车最核心的系统之一,直接决定整车的性能水平。本课题依托国家科技支撑计划项目进行双源无轨电动客车能源系统设计开发,重点开展了以下工作:首先,进行了双源无轨电动客车动力系统总体方案设计。从动力系统总体构型的角度阐述了能源系统在整车动力系统中的作用。能源系统主要由多能源管理系统和车主电源系统组成,其主要为双源无轨电动客车运行提供能源供给。其次,开发了双源无轨电动客车多能源管理系统。完成了多能源管理系统的功能设计、软硬件设计,在Simulink环境下完成了软件仿真,利用DSPACE软件模拟整车环境完成了硬件在环仿真(hardware in the loop),进一步验证了多能源控制逻辑及算法。再次,开发了双源无轨电动客车车载电源系统。结合双源无轨电动客车运行特点系统地分析了车载电源系统的技术需求,进行电池的成组设计;针对电池的最有效充电区间进行策略化设计,采用大小电流结合,基于电池自身播报的充放电限制,最大限度地利用电池的储能能力,开发了电池管理系统。最后,利用CRUISE软件进行整车性能仿真分析,并进行了道路试验。充分验证了本论文双源无轨电动客车相关多能源管理系统、车载电源系统技术方案的正确性,满足了实际工况的需求,达到了设计目标。
【关键词】：双源无轨电动客车 多能源管理 车载电源系统 道路实验
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 绪论9-14
- 1.1 课题研究的背景和意义9-11
- 1.1.1 研究背景9-10
- 1.1.2 课题研究的意义10-11
- 1.2 国内外双源无轨电动客车研究现状11-13
- 1.2.1 国外双源无轨电动客车研究现状11-12
- 1.2.2 国内双源无轨电动客车研究现状12-13
- 1.3 主要研究目的及内容13-14
- 1.3.1 主要研究目的13
- 1.3.2 主要研究内容13-14
- 第二章 双源无轨电动客车总体方案设计14-16
- 第三章 多能源管理系统设计开发16-34
- 3.1 多能源管理通讯网络功能设计16-17
- 3.2 多能源控制器功能设计17-20
- 3.2.1 多能源系统智能控制17
- 3.2.2 整车智能交互17
- 3.2.3 整车网络化管理17
- 3.2.4 制动能量回馈控制17-18
- 3.2.5 电量优化管理18
- 3.2.6 车辆状态监测和显示18
- 3.2.7 故障诊断与处理18
- 3.2.8 上下电流程处理18-19
- 3.2.9 功能接口设计19-20
- 3.3 关键控制策略20-24
- 3.3.1 高压上下电控制部分20-21
- 3.3.2 线网与电池耦合控制21-22
- 3.3.3 基于隔离电源和远程监控的能量分配控制策略22
- 3.3.4 多能源管理保护策略22-23
- 3.3.5 故障处理机制23-24
- 3.4 硬件设计24
- 3.5 软件设计24-32
- 3.5.1 设计流程24-26
- 3.5.2 整车多能源控制策略Simulink模型26-32
- 3.6 硬件测试32
- 3.7 Simulink软件仿真32-33
- 3.8 硬件在环仿真33
- 3.9 本章小结33-34
- 第四章 双源无轨电动客车车载电源系统设计开发34-49
- 4.1 单体电池性能匹配分析34-35
- 4.2 动力电池成组设计35-43
- 4.2.1 电池成组结构设计35-37
- 4.2.2 电气系统设计37-38
- 4.2.3 动力电池成组性能建模分析38-43
- 4.3 电池管理系统（BMS）设计43-47
- 4.3.1 电池管理系统功能需求分析43-44
- 4.3.2 电池管理系统结构总布置44-45
- 4.3.3 电池管理系统硬件设计45-46
- 4.3.4 电池管理系统软件设计46-47
- 4.4 本章小结47-49
- 第五章 双源无轨电动客车性能仿真及道路试验49-60
- 5.1 双源无轨电动客车整车性能仿真分析49-54
- 5.1.1 整车模型搭建49-52
- 5.1.2 整车性能仿真分析52-54
- 5.2 道路试验及结果分析54-59
- 5.2.1 40km/h匀速试验55-56
- 5.2.2 标准城市工况试验56-58
- 5.2.3 0-50km/h加速性能测试58-59
- 5.3 试验结果及分析59
- 5.4 本章小结59-60
- 第六章 结论与展望60-61
- 参考文献61-65
- 攻读硕士学位期间的科研成果65-66
- 参与的科研项目65
- 申请受理的发明专利65-66
- 致谢66
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