CH7110电动汽车总体设计及动力系统参数匹配研究

合肥工业大学硕士学位论文CH7110电动汽车总体设计及动力系统参数匹配研究姓名：刘灵芝申请学位级别：硕士专业：车辆工程指导教师：张炳力20071101CH7110电动汽车总体设计及动力系统参数匹配研究作者：刘灵芝学位授予单位：合肥工业大学相似文献(10条)1.学位论文陈智家燃料电池电动汽车动力系统参数匹配与优化研究2010开发燃料电池电动汽车是解决当前能源短缺与环境污染问题的切实有效的技术途径之一。以提高动力系统的效率为目标，研究多能源动力系统参数优化方法，构建由燃料电池与辅助动力源组成的电-电混合动力系统，已成为燃料电池汽车开发的关键技术。本文以燃料电池电动汽车动力系统设计为研究对象，以燃料电池电动汽车的电电混合动力系统参数优化方法为重点，对某轻型燃料电池客车动力系统进行了参数匹配与优化研究，主要的研究过程与成果如下：br　　(1)首先，综述了燃料电池电动汽车动力系统参数匹配与优化研究的内容，主要概括了混合动力参数匹配和优化方法，指出加强燃料电池电动汽车电电混合动力系统匹配与优化研究是提高动力系统效率的有效途径。br　　(2)对比分析了燃料电池电动汽车动力系统的构型，得出间接燃料电池混合动力系统结构更适合燃料电池电动汽车。在混合动力系统配置优化的基本原则下，对两种间接燃料电池混合动力系统结构(FC+B，FC+B+C)进行了重点分析。基于对几种典型车用动力源特性和燃料电池混合动力系统技术要点的分析，结合某中巴车原车型的技术参数，确定了燃料电池系统和磷酸铁锂电池组的混合动力系统方案。br　　(3)针对燃料电池混合动力系统的参数设计问题，文中提出了电电混合动力系统的混合度的概念，并以汽车动力学理论为基础，将混合动力系统参数设计问题转化为混合度的设计问题，得到了燃料电池混合动力系统的混合度设计方法，并基于混合度对燃料电池电动汽车的动力系统进行特性参数设计，确定了动力源总功率、混合度边值以及电机的特性参数。br　　(4)根据燃料电池混合动力系统参数优化问题，建立了以汽车动力性为约束，以燃料经济性为优化目标的非线性数学模型，确定了优化目标、优化变量和优化约束。同时针对基本遗传算法不足之处，采用改进的混合遗传算法对优化问题进行求解。该优化结果较优化前有明显改善，验证了混合遗传算法的有效性。文中也分析了混合度、SOC值对优化目标的影响。br　　综上所述，文中对燃料电池电动汽车的动力系统构型优化、动力系统参数匹配与优化的研究，为进一步的动力总成实验与样车设计提供了理论依据，对燃料电池电动汽车的开发具有一定的参考意义；尤其是基于混合度的电电混合动力系统参数设计方法和混合遗传算法在混合动力系统优化中的应用，对其他型混合动力系统参数匹配与优化也具有一定的参考价值。2.期刊论文何海波.汪涵.郑燕萍电动汽车动力系统关键技术研究-公路与汽运2009(5)根据电动汽车满足于节能和减排的性能要求,从电池技术、驱动电机技术和控制系统技术三方面对电动汽车动力系统的关键技术进行了概述,总结了现有电动汽车动力系统关键技术的研究现状,指出了其发展趋势.3.学位论文谢长君基于多模型控制的燃料电池汽车混合动力系统优化研究2009内燃机动力体现了整整一个世纪人类智慧的精华，但它致命的弱点是造成环境污染，而且世界的石油资源已日益枯竭，内燃机很难从根本上摆脱这一被动的不利局面。开发电动汽车，在能源环保形式日益严峻的情况下倍受瞩目。燃料电池电动汽车（FCEV）是20世纪70年代产生而最近10年兴起开发的一种高效、清洁、零污染的车型。以质子交换膜燃料电池为动力源的汽车称为燃料电池电动汽车，而整车的动力系统结构及能量管理策略则是整个燃料电池电动汽车研究的热点及关键技术。本文正是以开发研究燃料电池电动汽车为背景，以燃料电池电动汽车动力系统为研究对象，从燃料电池电动汽车的电电混合动力系统结构入手，基于Advisor平台建立了电电混合动力系统的基本模型，并提出基于多模型切换控制的动力系统能量管理策略，仿真计算结果证明了该控制策略的有效性。本文主要研究成果如下：（1）提出了一种燃料电池电动汽车三能源电电混合动力系统的结构，即采用燃料电池系统、磷酸铁锂电池组及超级电容器组共同构成混合动力系统，在分析各能源特性及动力系统构型的基础上优化了电电混合动力系统的结构，并设计和确定了整车基本性能指标及动力系统关键参数；基于Advisor平台，以模块化的方式对动力系统每个子部件进行建模，在整车车辆模型研究的基础上，建立了整个电电混合动力系统的仿真模型。（2）针对难以用一个单一模型及控制方法来描述整个动力系统行为的问题，提出基于多模型切换控制的动力系统能量管理优化策略。通过对电电混合动力系统在不同工作模式（启动模式、加速爬坡模式、巡航模式及减速制动模式）下的能量管理模式及功率分配关系进行研究，设计了基于模糊监督规则的动力系统能量流多模型切换控制策略。（3）由于燃料电池系统动态响应偏软的特性将导致整车动力性不足，故在建立的动力系统能量流多模型基础上，提出了动力系统能量管理与燃料电池系统控制综合优化方案，即在加速爬坡模式下，有针对性的设计了燃料电池系统输出功率神经网络预测控制策略，提高了整车的动力性能。（4）对燃料电池电动汽车动力系统常用能量管理策略及本文提出的基于多模型切换控制的能量管理策略进行了分析比较，仿真结果表明，嵌入基于多模型切换控制的动力系统能量管理策略后，整车燃料经济性指标相比嵌入功率跟随模式控制策略的经济性指标降低了3．3%。提出燃料电池电动汽车动力系统混合度的概念，并对不同结构及混合度的动力系统进行了仿真计算，基于仿真结果对整车动力系统结构及混合度做了进一步优化。综上所述，本文以燃料电池电动汽车电电混合动力系统结构及能量管理策略为优化对象，提出了一种三能源混合的动力系统结构，并采用基于多模型切换控制的动力系统能量流管理策略，仿真计算结果证明了该策略的有效性，这为燃料电池电动汽车动力系统的结构设计，配置选型以及系统优化控制方面提供了一种思路和参考。4.会议论文程夕明.邵立人一种新型大功率电动汽车动力系统1997电动汽车是肖前各国竞相发展的一种低噪声、零排放新型动力汽车，而动力系统是电动汽车的驱动和控制中心。国防科工委电动汽车管理委员会与美国NOTHROPGRUMMAN公司合作生产了YW6120DD远望电动公共车，通过了国家级技术鉴定，采用了NORTHROPGRUMMAN公司的230HP大功率动力系统。该系统运用先进的矢量控制算法和脉宽调制技术，将动力电池直流高压336V通过IGBT功率桥转换成频率可调、电压变化的三相交流电源，推动三相交流感应电机运行，系统具有优秀的再生制作能力。5.期刊论文刘灵芝.张炳力.汤仁礼.LIULing-zhi.ZHANGBing-li.TANGRen-li某型纯电动汽车动力系统参数匹配研究-合肥工业大学学报(自然科学版)2007,30(5)建立了某型纯电动汽车的动力系统结构和控制策略,提出了其动力系统的匹配设计方法.在理论计算和工程分析的基础上,对其电机、电池以及传动系传动比进行了参数匹配,并用计算机对实例进行了仿真研究,结果表明这种方法可行有效.6.学位论文郑慧勤纯电动汽车动力系统的设计与实现2009环境恶化和能源紧张使得当今汽车行业面临着前所未有的考验，随着环保和节能意识的逐渐深入人心，人们对汽车这一日常交通工具也提出了环保和节能的要求，为解决这些问题，电动汽车正呈献出加速发展的趋势，纯电动汽车作为电动汽车家族中的重要一员，正受到越来越多的关注。本文以纯电动汽车为研究对象，对其动力系统的设计进行了深入研究。首先，在分析了纯电动汽车对驱动电机和动力电池的要求的基础上，结合课题中的设计要求和样车车身参数，对动力系统的基本部件(包括：驱动电机、传动系和动力电池)分别进行了合理地选型并对它们的参数进行了匹配；另外，从实际应用的角度出发，重点介绍了驱动电机在d—q坐标系下的数学模型，并给出了相关的运动方程及控制过程中所涉及到的其他方程；对作为能量源的蓄电池，介绍了所选动力电池(锂电池)及其端电压的数学模型。其次，利用电动汽车仿真软件ADVISOR的内置模块，结合驱动电机和动力电池的数学模型，建立了纯电动汽车样车的整车动力学仿真模型，对纯电动汽车的动力性能和续驶里程进行了仿真研究，通过仿真对前面动力系统的匹配参数进行了验证，结果证明匹配参数是合理的。最后，根据已匹配的动力系统各部件参数，研究并设计了基于DSP的电动机驱动控制系统，整个硬件系统包括以面向电机控制的DSP芯片TMS320LF2812为核心的控制单元和由IGBT模块所组成的逆变单元。给出了相关电路的设计方案，对IGBT模块及其保护电路中元件参数进行了匹配计算。7.期刊论文余朝蓬.高峰.王营.姬芬竹.YuZhaopeng.GaoFeng.WangYing.JiFenzhu农用电动汽车动力系统参数匹配优化及动力性验证-农机化研究2009,31(5)根据纯电动汽车性能的设计指标,对农用电动汽车的电动机、电池组及传动比等动力系统参数进行了合理匹配与优化设计.采用区间优化方法对减速器速比进行了优化设计,在满足电动汽车动力性能要求的前提下,以设计变量的最大可行区间代替其传统的确定性最优值,解决了传动系统齿轮的配齿问题.由优化设计结果,使用ADVISOR软件对整车动力性能进行了仿真分析,并对仿真结果进行了实验验证.8.学位论文钱劲燃料电池电动汽车动力系统集成设计及系统控制算法开发研究2003针对燃料电池电动汽车动力系统的设计与开发问题，本文展开了深入的研究，系统全面地阐述了动力系统设计开发的流程、方法、及关键任务的解决方案。结合课题背景，给出了可行的动力系统集成设计方案。本文首先论述了燃料电池电动汽车动力系统集成设计开发的理念——在已有零部件基础上，通过部件匹配集成设计，得到系统级产品。然后，对动力系统集成设计的一般流程和方法进行了阐述。在此基础上，结合论文课题的具体背景情况，依照集成设计流程顺序，对系统集成设计开发过程中的四个工作阶段——制定动力系统基本技术方案；零部件选型及匹配；系统布置；控制系统开发，进行展开说明，详细叙述了每个环节的具体过程和方法，给出了本课题研究中动力系统集成设计的有关结论。在上述系统集成的四个方面的工作中，动力系统总成控制系统的开发是工作量最大的一个任务，也是系统开发过程中的难点之所在。而在现代控制系统设计中，软件设计部分(主要包含策略制定，算法开发，程序实现三个方面工作)又是控制系统开发的重中之重。所以，本文对于动力系统中央控制单元的控制功能，控制策略及实现算法进行了重点研究和探讨。在概略论述控制系统软件开发一般流程及方法的基础上，详尽叙述了本课题中系统控制策略制定及算法设计的具体过程和有关结论。着重阐述了基于模型仿真环境及控制器快速原型系统来设计、开发控制算法，编写、调试相应算法程序的方法和过程，并给出了相应的课题研究结果。文章还对基于快速原型控制器系统的实验研究(动力系统台架实验，样车转鼓实验)进行了系统阐述，结出了相应的实验结果。通过对实验过程及结果数据的分析，得出了有价值的实验结论。通过这些实验，对前面提出的动力系统集成设计方案，特别是控制策略及算法进行了实际的测试及评价。9.期刊论文严希清浅谈超级电容器及其在电动汽车动力系统中的应用前景-科技风2009(18)超级电容器又称双电层电容嚣、储能电容、法拉电容、超大容量电容器、金电容、黄金电容、电化学电容器,是一种新型储能装置,它具有充电时间短、使用寿命长、温度特性好、节约能源和绿色环保等特点.10.学位论文夏建军燃料电池电动汽车多能源匹配与自适应控制研究2007能源短缺和环境污染是当今世界的两大突出问题，发展电动汽车是解决这两大问题的重要途径之一。燃料电池以其高能量转化效率、零排放、低噪声等优点成为驱动电动汽车的首选能源，同时动力系统的要求和燃料电池的特性都决定了配置辅助能源与燃料电池构成多能源动力系统的必要性。本文以研发燃料电池电动汽车为背景，以多能源动力系统为研究对象，开展车载多能源自适应匹配控制的研