基于GGAP-RBF神经网络的纯电动客车蓄电池建模研究

摘要

在能源危机，环境污染和可持续发展的背景下，电动汽车的发展再次受到各国的重视。电动汽车的蓄电池技术是制约电动汽车的发展的一个关键，因此对电动汽车蓄电池研究的意义重大。一方面，蓄电池长时间过流放电，大深度放电，过充过放都会对蓄电池产生不可逆的损伤；另一方面，估计电动汽车蓄电池实际可用容量可以准确掌握电动汽车实际可行驶距离，并准确把握蓄电池充电时间与时长。因此虽然短期内蓄电池技术不会取得突破性发展，但在纯电动客车使用过程中，对纯电动客车的蓄电池进行合理建模和对蓄电池实际可用容量进行准确预估是非常必要的。本文以纯电动客车为研究对象，依托国家863计划项目：增程/插电式重型商用车底盘开发，以建立适应纯电动客车变工况运行状态要求的蓄电池模型为目标，研究纯电动客车整车建模方法和纯电动客车蓄电池建模方法。通过 UDDS循环工况蓄电池放电试验与蓄电池模型仿真研究对比和纯电动客车整车试验与整车仿真研究对比表明，本文建立的蓄电池模型可以较好的描述纯电动客车蓄电池在变工况下的放电过程。本文主要研究工作包括：
　　（1）基于Matlab/Simulink的纯电动客车整车建模。在Matlab/Simulink中对纯电动客车的驱动电机，功率变换器（DC-DC），负载，传动系和车轮进行了分别建模。并由此建立了纯电动客车整车模型，为蓄电池模型仿真提供可靠的试验平台。
　　（2）基于模糊系统的纯电动客车电机控制器设计。纯电动客车对驱动控制系统的动态性能要求高，要求驱动电机能快速启动和制动，在突然增加负载后驱动电机动态速降小。因此本文选用基于模糊系统的电流车速双闭环控制策略来调节纯电动客车的电机运行工况，达到了速度无静差，阻抗行驶阻力突变的目的，使整车模型可以准确模拟纯电动客车蓄电池在变工况中的放电状态。
　　（3）基于GGAP-RBF神经网络的蓄电池建模。纯电动客车的蓄电池由于运行与变工况，常规蓄电池模型很难准确描述其蓄电池特性。本文基于GGAP-RBF神经网络建立了纯电动客车蓄电池模型，并使用 UDDS循环工况试验数据对模型进行训练，因此可以较好的描述纯电动客车蓄电池的放电过程。

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第一章 绪论

1.1 电动汽车研究的意义

1.2 纯电动客车国内外研究现状

1.3 纯电动客车蓄电池研究的意义

1.4 纯电动客车蓄电池建模国内外研究现状

1.5 本文研究内容及章节安排

第二章 纯电动客车动力总成建模研究

2.1 驱动电机模型

2.2 功率变换器模型

2.3 负载模型

2.4 传动系统模型

2.5 车轮模型

2.6 纯电动客车整车模型

2.7 本章小结

第三章 纯电动客车驱动控制策略研究

3.1 双闭环直流调速控制系统设计

3.2 基于模糊系统的电流调节器与速度调节器设计

3.3 纯电动客车控制系统仿真研究

3.4 本章小结

第四章 基于GGAP-RB F神经网络的纯电动客车蓄电池模型

4.1 蓄电池选型

4.2 常用蓄电池建模方法概述

4.3 GGAP-RBF神经网络蓄电池模型

4.4 本章小结

第五章 GGAP-RBF神经网络模型训练及试验研究

5.1 蓄电池放电试验研究及GGAP-RBF神经网络SOC预测模型训练

5.2 纯电动客车蓄电池模型及仿真研究

5.3 纯电动客车整车试验与仿真研究

5.4 本章小结

总结与展望

6.1 概述

6.2 全文总结

6.3 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢