纯电动汽车能量回馈控制策略及仿真研究

摘要

能源与环保问题已成为当今人类关注的热点问题，其中汽车虽然在经济的发展中至关重要，给人类的生活工作带来便利，但燃油车引发的环境问题不容小觑。为了能够很好的解决能源短缺和环境污染问题，越来越多的国家研究开发新能源汽车，其中纯电动车以其零污染的优点被世人重视。
　　 目前纯电动车除了环保性好的优点外存在续驶里程短、电池成本高、动力性能较差的关键技术问题。本文针对纯电动车续驶里程短的问题，对带有能量回馈的纯电动车辆进行能量回馈控制策略的研究，提出一种能够回收更多能量并保证车辆在能量回馈阶段具有良好柔顺性的控制策略。
　　 本文首先介绍了能量回馈的理论基础，包括能量回馈的组成结构，电机实现再生发电的工作机理，简要分析了影响能量回馈的七个影响因素，阐述了能量回馈时电池充电安全和电机额定功率等约束条件的限制。从整车的能量转化角度分析了能量回馈过程回收能量的数学模型，为确定控制策略奠定了基础。
　　 根据理想制动力、最佳制动能量回收和并联制动能量回收三种控制策略的优缺点，本文对能量回馈过程中电制动转矩的控制策略进行研究，对车辆能量回馈过程中机械制动和电制动的比例进行分配，对再生发电的转矩命令进行综合调控，并对进入和退出能量回馈时的柔顺性进行优化。
　　 在MATLAB/simulink中建立纯电动汽车的整车模型，包括电池模型、电机模型、驾驶员模型和车辆模型，在模型中设置的参数使模型能够反映真实车辆的能量回馈情况。在两个工况ECE和UDDS下，根据本文制定的能量回馈控制策略对整车进行仿真得出续驶里程，并与无能量回馈状态下的续驶里程进行比较。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景与实际意义

1．1．1 课题的研究背景

1．1．2 课题的实际意义

1．2 国内外纯电动车发展概述

1．2．1 国外纯电动车发展概述

1．2．2 国内纯电动车发展概述

1．3 能量回馈的研究现状

1．3．1 国外能量回馈的研究现状

1．3．2 国内能量回馈的研究现状

1．4 本文主要研究内容

第2章 能量回馈基本原理和影响因素

2．1 能量回馈的结构

2．2 电机再生发电原理

2．3 能量回馈的影响因素

2．4 能量回馈的约束条件

2．5 能量回馈的理论计算

2．5．1 惯性体运动能量计算

2．5．2 电机再生发电时的能量计算

2．5．3 制动转矩计算

2．5．4 变频器参数设定与制动能力分析计算

2．5．5 能量回馈数学模型

2．6 本章小结

第3章 纯电动汽车能量回馈控制策略研究

3．1 典型的能量回馈控制策略

3．1．1 理想制动力分配控制策略

3．1．2 最佳制动能量回收控制策略

3．1．3 并联能量回馈控制策略

3．2 能量回馈控制策略

3．2．1 制动力分配控制策略

3．3．2 能量回馈控制策略流程

3．3．3 进入退出能量回馈时转矩曲线的优化算法

3．4 本章小结

第4章 基于MATLAB／Simulink的纯电动车的建模

4．1 建模方法介绍

4．2 整车模型

4．3 子系统模型的建立

4．3．1 电池模型

4．3．2 电机模型

4．3．3 驾驶员模型

4．3．4 车辆模型

4．4 仿真运算

4．5 结果分析

4．6 本章小结

结论与展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

致谢