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电动汽车再生制动系统控制策略的研究

作　者: 张军
导　师: 赵克刚；冯津
学　校: 华南理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 电动汽车 再生制动 控制策略 仿真研究
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


电动汽车最重要的特点就是能够实现再生制动,即汽车制动时,将汽车制动时的部分动能转化为电能回馈到蓄电池,从而有效地利用电池电能,提高电动汽车的续驶里程。目前电动汽车产业化的最大障碍是电动汽车续驶里程短,而再生制动是电机的固有特性,能充分发挥电动汽车的优点,可以同时实现节能与电气制动两个目的,因此再生制动在各种电机应用场合得到了广泛的重视和深入的研究。本文结合国家新能源汽车开发的实际需要,建立了再生制动状态模型,对再生制动过程中回馈电流和电枢电流进行了分析、计算,提出了电动汽车超级电容-蓄电池复合电源系统的恒定充电功率控制策略,参考了国内外相关研究成果,对再生制动技术能量回收技术进行研究,并进行仿真实验。主要研究内容为:1)对电动汽车的结构特点以及再生制动系统的工作过程进行分析,对再生制动系统的工作过程进行了动力学分析,并对能量回收的基本原理和能量回收过程进行研究。2)根据东南V3菱悦汽车制动系统的工作特点,在参考三种典型制动力控制策略的基础上,提出一套新的制动力控制策略,使其能够在满足制动稳定性的前提下,最大程度进行能量回收。3)根据提出的制动力控制策略,采用理论建模和数值建模相结合的方法,在MATLAB环境下对再生制动系统进行建模,并将该算法模型嵌入Simulink动态仿真平台进行联合仿真。4)选取不同的制动工况,对典型制动或减速工况下的仿真,分析仿真数据和结果,验证本文提出的控制策略是否可行,并根据仿真结果,对模型中相应参数进行调整,从而提高该系统的制动稳定性和能量回收率,使制动效果和能量回收达到最优。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-19
  1.1 再生制动技术  10-15
    1.1.1 再生制动的原理  10-11
    1.1.2 再生制动的应用  11
    1.1.3 电动汽车再生制动技术的实现装置  11-14
    1.1.4 电动汽车再生制动的能量回馈  14-15
  1.2 电动汽车再生制动研究现状  15-17
    1.2.1 国外现状  16
    1.2.2 国内现状  16-17
  1.3 电动汽车再生制动的研究意义  17-18
  1.4 论文主要研究内容  18-19
第二章 电动汽车驱动控制策略研究  19-23
  2.1 电压控制策略  19-20
  2.2 电流控制策略  20-21
  2.3 速度控制策略  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 电动汽车再生制动控制策略研究  23-33
  3.1 永磁无刷直流电机工作原理  23-24
  3.2 永磁直流电机再生制动原理  24-25
  3.3 永磁直流电机再生制动状态空间模型  25-28
    3.3.1 T_2 导通（T_0, D,T_S）  25-26
    3.3.2 T_2 截止（D,T_S）  26-28
  3.4 永磁直流电机再生制动策略  28-31
    3.4.1 最大回馈功率制动方式  28-29
    3.4.2 最大回馈效率制动方式  29
    3.4.3 恒定力矩制动方式  29-30
    3.4.4 恒定充电电流制动方式  30-31
    3.4.5 恒定充电功率制动方式  31
  3.5 本章小结  31-33
第四章 电动汽车再生制动控制电路设计  33-54
  4.1 超级电容系统设计  33-39
    4.1.1 DC/DC 变换器  33-37
    4.1.2 数学模型  37-38
    4.1.3 仿真实验  38-39
  4.2 超级电容-蓄电池复合电源系统设计  39-53
    4.2.1 复合电源系统及其结构  40
    4.2.2 复合电源系统工作原理  40-41
    4.2.3 复合电源系统主回路设计  41-45
    4.2.4 IGBT 缓冲吸收电路设计  45-47
    4.2.5 外围电路设计  47-49
    4.2.6 控制系统软件设计  49-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章 电动汽车再生制动仿真研究  54-63
  5.1 仿真模型  54-55
  5.2 蓄电池储能的再生制动仿真研究  55-57
  5.3 超级电容储能的再生制动过程仿真研究  57-60
  5.4 实验数据  60-61
  5.5 本章小结  61-63
总结与展望  63-66
参考文献  66-69
攻读硕士期间取得的研究成果  69-70
致谢  70-71
附件  71

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 各种能源汽车 > 电动汽车
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