4kW太阳能房车动力及能量控制系统设计

【摘要】：现如今,汽车已经成为人类日常生活中不可缺少的一部分,给人类带来巨大的方便。但是随着汽车的普及,温室气体、有毒气体的排放,对环境的污染也越来越大。近年来,国家大力发展节能减排和新能源汽车事业,新能源汽车尤其是电动车技术取得了很大的成功。但是纯电动车电能的来源主要靠火力发电,环境污染及能源消耗依旧没有从根本上解决。太阳能是作为一种新型能源,完美解决了传统发电污染和能耗大的问题。本文设计的太阳能房车所需的能源就是完全由太阳能电池板转换太阳能为电能来提供。本文通过研究太阳能房车的主要工作原理以及控制系统的结构,基于兴趣小组上几代太阳能车的研究,设计了功率为4kW的太阳能房车系统结构并制定了房车性能参数。通过对太阳能房车动力传动系统控制的研究,选定了合适的电机并制定了本太阳能房车的动力传动结构。对太阳能房车能量管理系统的研究,确定了光伏电池板以及蓄电池的选型和匹配计算。选定了基于DC/DC转换器的MPPT最大功率跟踪,并完成蓄电池充放电控制系统的设计以及能量合理分配的策略制定。通过ADVISOR软件对太阳能房车整体性能的测试评估,验证了整车设计的合理性。 【关键词】：太阳能房车 光伏电池 动力控制 能量控制 建模仿真
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-13
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 本课题的现状及前景分析11-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 第2章 太阳能房车的工作原理和控制系统结构13-22
• 2.1 太阳能房车系统结构分析及设计14-17
• 2.1.1 太阳能焊接工程试验车问题分析14-17
• 2.1.2 太阳能房车系统参数拟定17
• 2.2 太阳能房车光伏发电系统结构17-19
• 2.3 太阳能房车整车控制系统组成及布线19-21
• 2.3.1 太阳能房车控制系统组成19-20
• 2.3.2 太阳能房车整车控制系统布线设计20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 太阳能房车动力传动系统控制研究设计22-31
• 3.1 电机选择及电机匹配计算22-26
• 3.1.1 电机选型22-23
• 3.1.2 电机各项参数计算23-24
• 3.1.3 电机数学模型建立24-26
• 3.2 太阳能房车动力传动系控制系统设计26-27
• 3.3 整车控制器介绍及接线27-29
• 3.4 本章小结29-31
• 第4章 太阳能房车能量管理系统研究设计31-46
• 4.1 太阳能房车光伏发电系统研究31-36
• 4.1.1 光伏电池参数匹配31-32
• 4.1.2 光伏电池发电原理及数学模型建立32-34
• 4.1.3 太阳能房车光伏发电系统的监测34-36
• 4.2 基于DC/DC的MPPT最大功率点跟踪设计36-45
• 4.2.1 DC/DC变换电路选择37-41
• 4.2.2 基于DC/DC的MPPT最大功率跟踪研究的必要性41-42
• 4.2.3 基于DC/DC变换器的MPPT实现原理及算法42-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第5章 太阳能房车能量分配控制系统设计46-55
• 5.1 蓄电池充电控制研究设计46-49
• 5.1.1 蓄电池匹配计算及选型46-48
• 5.1.2 蓄电池充电控制48-49
• 5.2 根据功率跟随策略制定的太阳能房车能量控制策略49-52
• 5.3 太阳能房车动力传动系驱动、制动功率分配52-53
• 5.4 本章小结53-55
• 第6章 整车系统仿真55-64
• 6.1 ADVISOR仿真软件介绍55-56
• 6.2 对太阳能房车整车仿真过程56-58
• 6.2.1 ADVISOR仿真步骤56
• 6.2.2 整车系统的模型建立56-58
• 6.3 对整车模型仿真及仿真结果分析58-63
• 6.4 本章小结63-64
• 总结与展望64-66
• 1. 论文总结64
• 2. 问题与展望64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70

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