高效太阳能车能耗影响因素仿真研究

【摘要】：太阳能车主要靠太阳能直接驱动车辆，由于太阳能量密度较低，如何利用太阳能达到最优驱动效果对车辆整体能量消耗有极高要求，影响车体能耗的影响因素也至关重要。 本文以“光梭”号太阳能车为模型，针对上述问题，提出一种多因素约束下的建模仿真方法，根据太阳能车电气系统工作原理，分析了太阳能车内部能量流动模式，建立了以太阳能电池为动力源，永磁电机为动力转换装置的太阳能赛车的动力系统及整车模型，组成整车能量模型进行计算，在Simulink仿真平台上对太阳能车进行了仿真研究，通过滑行实验、电机台架试验、拉力试验、巡航实验、振动实验等验证了仿真模型，利用模型对能量消耗因素进行了研究。在整车模型的基础上，分析了环境参数、系统参数、控制参数对太阳能车整车能耗的影响，并针对太阳能车重量轻便对能量敏感的特点，利用太阳能车整车模型仿真结果着重分析了各参数对振动能耗的影响。 在仿真结果基础上，提出了振动能量回收方案，利用多模式振动能量收集器，即直线电机与压电材料相结合的方式，进行振动能量的回收与再利用，并对能量回收电路进行了优化，提高能量回收效率，为新一代太阳能车提供理论依据和优化方法。 【关键词】：太阳能车 能量 消耗 仿真 振动能量收集
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 选题意义及目的10-11
• 1.2 国内外仿真技术的研究现状11-13
• 1.3 新能源车辆经济性研究现状13-18
• 1.3.1 新能源车辆能耗研究14-15
• 1.3.2 能量回收15-18
• 1.4 课题主要研究内容及章节安排18-20
• 第2章 太阳能整车建模仿真20-44
• 2.1 整车建模结构20-21
• 2.2 太阳能收集系统建模21-25
• 2.2.1 太阳能电池21-23
• 2.2.2 最大功率追踪器23-25
• 2.3 能量存储系统建模25-26
• 2.4 驱动系统建模26-32
• 2.4.1 电机模型27
• 2.4.2 控制器模型27-32
• 2.5 动力学模型32-34
• 2.5.1 滚动阻力33
• 2.5.2 空气阻力33-34
• 2.5.3 重力分量34
• 2.5.4 整车动力学模型34
• 2.6 振动模型34-42
• 2.6.1 振动模型35-38
• 2.6.2 振动能量收集器模型38-42
• 2.7 热损耗模型42-44
• 第3章 模型验证与仿真计算44-52
• 3.1 滑行实验44-45
• 3.2 振动实验45-46
• 3.3 电机台架试验46-47
• 3.4 牵引力试验47
• 3.5 巡航实验47-48
• 3.6 模型验证48-52
• 3.6.1 空气阻力与滚动阻力耗能48-49
• 3.6.2 振动耗能49-50
• 3.6.3 散热耗能50-51
• 3.6.4 实车验证51-52
• 第4章 能耗影响因素仿真分析52-68
• 4.1 环境参数对能耗的影响52-56
• 4.1.1 温度对能耗的影响52-54
• 4.1.2 光照强度对能耗的影响54-56
• 4.2 系统参数对能耗的影响56-61
• 4.2.1 内阻对能耗的影响56-57
• 4.2.2 风阻系数对能耗的影响57-58
• 4.2.3 滚阻系数对能耗的影响58-60
• 4.2.4 整车质量对能耗的影响60-61
• 4.3 控制参数对能耗的影响61-62
• 4.4 道路对能耗的影响62-65
• 4.4.1 平路匀速工况62-63
• 4.4.2 爬坡工况63
• 4.4.3 下坡工况63-64
• 4.4.4 起动工况64
• 4.4.5 制动工况64-65
• 4.4.6 超车工况65
• 4.5 基于仿真分析的能耗改善策略65-68
• 第5章 振动能耗仿真分析及回收方案设计68-81
• 5.1 环境参数69-71
• 5.2 系统参数71-74
• 5.2.1 车身部分固有频率对振动响应的影响72-73
• 5.2.2 车身部分阻尼比的影响73
• 5.2.3 车身与车轮质量比的影响73-74
• 5.2.4 悬架与轮胎刚度比的影响74
• 5.3 车速74-75
• 5.4 振动系统能量回收方案设计75-81
• 5.4.1 机械结构的优化76-78
• 5.4.2 回收电路的优化78-81
• 结论81-82
• 参考文献82-87
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单87-88
• 致谢88

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

汽车动力学仿真模型的发展    张威,张景海,隗海林,贾洪飞

电动汽车半实物仿真测试平台(HUSTEVP)的研究和设计    蒋治,刘伦洪,唐小琦,李培根

并联式HEV制动能量回收控制策略的仿真研究    邹广才,罗禹贡,边明远,李克强

太阳能光伏发电应用中的温度影响    王建军

电动轿车的性能计算    王仲范,刘成

电动汽车整车控制器快速原型开发    黄思源;

汽车液电馈能式减振器研究    徐琳

层次分析法在雷达侦察机仿真试验置信度评估中的应用    郁正德,安树林,张继勇,雷国强

基于HLA的地空导弹拦截仿真系统的开发    郭浩波,王颖龙,曾辉

综合战场环境仿真软件建模    苏春梅,郜竹香,郭霞勇

基于HLA的电子战仿真测试与评估    鞠儒生;韩守鹏;邱晓刚;黄柯棣;

贝叶斯融合方法在武器小子样试验中的应用    李智生;李俊山;张军团;冯元伟;

导弹装备战场损伤预测仿真研究    毕义明;

舰船作战系统一体化建模仿真环境研究    周玉芳;周明;岳岗;

面向Agent六元抽象概念建模方法    张祥林;柏彦奇;周文;

基于组件的分布式仿真系统    宋海凌;吴新宏;

基于HLA的卫星探测能力仿真评估系统研究    王玉菊;岳丽军;张居凤;

贯彻“汽车新政”加快安徽电动汽车工业的发展    张炳力;赵韩;

GIS在电动汽车充换电设施建设运行中的应用    谢添卉;李武峰;柏德胜;崔宇;罗小英;

神经网络BP PID在电动车能量回收技术中的运用    安强;

机动车尾气污染与新能源汽车    裴琨;

电动汽车上电机的选用    刘子豪;

基于SystemC的离散事件系统仿真    刘颖;刘全利;王伟;

自主泊车系统侧向分数阶控制器设计    谌彤童;戴斌;宋金泽;周力;

ADVISOR仿真软件及其在电动汽车仿真中的应用    张云;张承慧;

基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究    薛玉春;薛震;张义民;

量子控制研究综述    陈宗海;董道毅;张陈斌;

基于混合系统理论的混合动力客车控制策略和参数优化研究    尹安东

混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究    庞珽

商用汽车电控机械自动变速器智能控制技术研究    刘文光

气动燃油混合动力车混合效能分析及其电控气动发动机的研究    陈平录

面向实时作战决策支持的动态数据驱动仿真理论和方法研究    周云

面向DEVS的多范式建模与仿真关键技术研究与实现    陈彬

基于语义交互和动态重构的兵棋推演系统概念框架及其关键技术研究    彭春光

太阳能光伏产业链垂直一体化构建研究    耿亚新

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

面向产品工程化的混合动力客车设计方法研究    杨钫

基于SOC估计算法的电动汽车充电器设计    余熠

锂离子电池组智能管理系统研究    赵庆川

航空相机动态分辨率检测系统研究    夏启明

基于DSP的航空相机地面景物模拟系统的研究    艾广燚

取料系统起动特性及速度稳定性的理论分析和试验研究    赵俊波

基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究    董广宇

舰船补给物资调运仿真研究    武晶

COGAG装置动态特性与机桨匹配仿真研究    唐鸿羽

增压锅炉过热器动态性能仿真研究    曹和平

沿海集装箱港区泊位装卸效率对航道服务水平评价指标的影响研究    杨沛霖

整车系统多自由度模型及随机振动响应分析    李承德

汽车动力总成弯曲振动固有特性的有限元计算及结构修改灵敏度分析    高云凯,康健,吕振华,冯振东,方传流

汽车动力性燃油经济性的综合评价    张京明,周金宝

轿车车身结构的有限元分析与评价    屈求真

结合卡尔曼滤波器的车辆主动悬架轴距预瞄控制研究    喻凡,郭孔辉

轿车悬架阻尼二阶最优控制设计方法研究    吴元杰,徐博侯,陈宝莲

电液主动悬架的H_∞控制研究    韩波,王庆丰

汽车空气动力学数值仿真研究进展    张扬军,吕振华,徐石安,涂尚荣,丛艳吉

基于预测控制和频率成型性能指标的主动悬架控制策略研究    李治国,金达锋,赵六奇,张峻青

北京市公共汽车平均车速统计分析    孙逢春,王震坡,王军

中国汽车电子技术及产品“十一五”专题发展规划概要    

电动汽车技术经济性分析与研究    孙逢春;王震坡;孙立清;

承载式车身正面碰撞仿真分析    李平飞;

汽车外流场湍流模型与菱形新概念车气动特性的研究    吴军

馈能式汽车电动主动悬架的理论及试验研究    郑雪春

能量可再生汽车悬架系统建模与控制研究    陈少君