基于Modelica的纯电动客车动力系统建模与仿真研究

发布时间：2017-09-30 05:13

  本文关键词：基于Modelica的纯电动客车动力系统建模与仿真研究

  更多相关文章： Modelica 纯电动客车 多领域建模 动力系统 仿真分析

【摘要】：纯电动客车是一个涉及到机械、控制、电子等领域的复杂工程系统,应用于公共交通可以有效减少环境污染。以知识重用为核心的多领域建模语言Modelica适用于复杂多领域系统建模,而现代复杂工程系统整体性能分析和优化的任务对客车动力系统提出了更高的要求,采用多领域建模方法建立纯电动客车动力系统模型成为必然。本论文使用Modelica语言建立了纯电动客车的系统框架,分析研究了整车动力学数学模型,在此基础之上构建了纯电动客车动力系统的框架模型和仿真模型,并完成了纯电动客车动力系统模型的仿真计算和分析。主要研究内容包括:1、研究了Modelica语言的建模机制及标准模型库。对建模语言Modelica的语言特性进行了分析,研究了Modelica语言的编译方法和求解过程,并分析了标准模型库和支持Modelica语言的工具。2、构建了纯电动客车动力系统的建模机制。针对纯电动客车动力系统的常用结构进行了分析,将纯电动客车动力系统划分为不同领域的模块,并分析和构建了不同领域内模型之间的连接机制。3、完成了纯电动客车动力系统部件建模。在分析各部件的基本工作原理的基础之上,研究了动力系统部件的数学模型,然后采用Modelica语言建立了各部件的多领域仿真模型,包括电动机、电池、车身、悬架以及轮胎等部件的Modelica模型。4、完成了纯电动客车整车建模与仿真分析。建立了纯电动客车动力系统的框架模型,将各部件模型在框架模型中实例化,得到了纯电动客车动力系统的仿真模型,并完成了该仿真模型进行特定工况下的仿真计算与分析。
【关键词】：Modelica 纯电动客车 多领域建模 动力系统 仿真分析
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 1 绪论13-19
• 1.1 课题的来源与意义13-15
• 1.2 国内外研究现状分析15-17
• 1.2.1 多领域建模与仿真研究现状15-17
• 1.2.2 纯电动汽车建模与仿真研究现状17
• 1.3 主要研究内容与组织结构17-19
• 1.3.1 本文主要研究内容17-18
• 1.3.2 论文组织结构18-19
• 2 多领域统一建模语言Modelica19-30
• 2.1 Modelica建模的基本步骤19-20
• 2.2 Modelica语言特性20-24
• 2.2.1 类、继承、变形和重声明20-24
• 2.2.2 层次结构与封装24
• 2.3 基于方程式的建模24-25
• 2.4 模型的编译与求解25-26
• 2.5 标准模型库简介26-28
• 2.6 Modelica支持工具28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 3 纯电动客车动力系统的建模机制30-39
• 3.1 纯电动客车动力系统结构形式30-33
• 3.1.1 纯电动汽车的组成原理30-31
• 3.1.2 纯电动汽车驱动系统布置形式31-33
• 3.2 纯电动客车动力系统模块化分解33-35
• 3.2.1 纯电动汽车模块的分解33
• 3.2.2 纯电动汽车框架模型33-35
• 3.3 多领域模型的连接机制35-38
• 3.3.1 连接方程35-37
• 3.3.2 领域间转换器37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 纯电动客车动力部件建模39-53
• 4.1 电学接口及电学组件库39
• 4.2 电池的工作原理及建模39-45
• 4.2.1 等效电路40-45
• 4.2.2 电池的Modelica模型45
• 4.3 电机的工作原理及建模45-52
• 4.3.1 电磁转矩45-48
• 4.3.2 矢量控制48-50
• 4.3.3 电机本体模型50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 纯电动客车传动部件建模53-64
• 5.1 机械接口及机械组件库53-54
• 5.2 车身建模54-57
• 5.2.1 动力性模型54-55
• 5.2.2 车身几何模型55-57
• 5.3 悬架建模57-61
• 5.3.1 悬架运动学分析58-60
• 5.3.2 悬架的Modelica模型60-61
• 5.4 轮胎建模61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 纯电动客车多学科整车建模64-70
• 6.1 控制策略64-65
• 6.2 纯电动客车的仿真方法65-67
• 6.3 纯电动客车的整车模型67-69
• 6.4 本章小结69-70
• 7 仿真计算与分析70-81
• 7.1 仿真计算70-72
• 7.1.1 仿真平台简介70-71
• 7.1.2 典型仿真工况71-72
• 7.2 结果分析72-80
• 7.2.1 电机算例分析72-74
• 7.2.2 悬架仿真结果对比74-76
• 7.2.3 纯电动客车仿真结果分析76-80
• 7.3 本章小结80-81
• 8 结论与展望81-83
• 8.1 结论81
• 8.2 展望81-83
• 参考文献83-88
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果88-89
• 致谢89

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