轮毂电机制动能量回收仿真及试验研究

摘要

石油等不可再生能源的大量消耗引发了资源短缺、环境污染等问题，发展低污染、零排放的纯电动汽车是大势所趋。然而发展纯电动汽车面临许多问题，如制造成本高、充电时间长、续驶里程短等。
　　本文针对纯电动汽车续驶里程短的问题，明确了使用制动能量回收技术可以大幅提升其续航能力。采用四轮轮毂电机驱动电动汽车，由于省略了机械传动系统，在进行制动能量回收时可减少能量损耗，提高能量使用效率。
　　首先，根据四轮轮毂电机驱动电动汽车的特殊结构，采用超级电容作为储能单元，完成了制动能量回收系统的设计。在CRUIS E软件中搭建了四轮轮毂电机驱动电动汽车模型，在MATLAB/Simulink中搭建超级电容模型作为储能装置，进行了制动能量回收联合仿真。通过NEDC工况仿真分析初步证明了该仿真测试的有效性。
　　其次，对试验平台总体方案进行了设计，选用了“四分之一”车辆模型。依据功能需求设计了试验台架六大子系统，完成了关键设备的结构设计，包括轮毂电机、组装式飞轮组和制动能量回收装置，对组装式飞轮组进行了强度校核、应力分析和模态分析。对其他相关设备进行了机械加工和采购工作，完成了试验平台的搭建。
　　最后，开展了轮毂电机制动能量回收试验研究，并将试验结果与仿真结果做了对比分析。结果证明了试验台具备电制动功能、超级电容具备充电能力，明确了影响制动能量回收率的因素有电制动强度、超级电容初始电压和制动初始速度，验证了试验台可完成电/机械复合制动试验，同时得到了不同电/机械制动分配下的能量回收率。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题研究目的

1.3 制动能量回收机理研究现状

1.4 制动能量回收试验研究现状

1.5 本文主要研究内容

2 轮毂电机制动能量回收仿真研究

2.1 采用轮毂电机的能量回收系统总体方案设计

2.2 制动能量回收仿真测试

2.3 本章小结

3 轮毂电机制动能量回收试验研究

3.1 试验平台总体设计方案

3.2关键设备的设计

3.3 本章小结

4 制动能量回收试验

4.1 试验设计

4.2 试验方法

4.3 台架试验

4.4 仿真验证

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

参考文献

作者简历