太阳能电动车电子电气设备研究及动力性分析

【摘要】：太阳能电动车将对解决人类发展所面临的能源危机和环境污染具有重要意义，因此，越来越受到世界各国的重视。论文分析了太阳能电池阵列的输出特性、镍氢电池的充放电特性、无刷直流电动机的机械特性，对它们进行参数选择和设计，然后结合太阳能电动车的动力学参数进行动力性分析：分析了镍氢电池组的散热问题，进行了冷却装置设计。此外，本文还研究了日照强度函数对太阳能电池的影响；采用了镍氢电池新的SOC评价方法；用MATLAB中的FUZZY／LOGIC工具箱进行模糊控制器的设计来实现镍氢电池的稳压输出；详细阐述了无刷直流电动机的速度调节原理，建立了无刷直流电动机转速环、电流环双闭环调速系统的数学模型，然后运用MATLAB／SIMUlink进行仿真，并论述了用DSP进行无刷直流电动机控制的方法。分析和仿真结果表明设计方案是可行的。 【关键词】：太阳能电动车 太阳能电池 动力学 无刷直流电动机 仿真 模糊控制
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：U469
【目录】：

• 1 绪论6-13
• 1.1 课题的背景和理论意义6-7
• 1.2 电动汽车及太阳能电动车7-11
• 1.3 南京理工大学太阳能车11-12
• 1.3.1 制作的规范11
• 1.3.2 主要技术目标11-12
• 1.4 本文的主要研究内容12-13
• 2 太阳能电池13-24
• 2.1 日照强度函数13-15
• 2.1.1 晴日日照强度14-15
• 2.1.2 云日日照强度15
• 2.2 太阳能电池的基本结构和工作原理15-16
• 2.2.1 太阳能电池的基本结构15-16
• 2.2.2 太阳能电池的工作原理16
• 2.3 太阳能电池阵列输出特性的研究16-19
• 2.3.1 太阳能电池输出特性的主要指标16-17
• 2.3.2 温度和光强对输出特性的影响17-18
• 2.3.3 太阳能电池单体的直流模型18-19
• 2.4 本车太阳能电池阵列的基本参数19-24
• 2.4.1 单体规格19-20
• 2.4.2 太阳能电池组合件的连接方式20-21
• 2.4.3 本车太阳能电池容量的确定21-23
• 2.4.4 阵列的排布23-24
• 3 储能电池24-35
• 3.1 本车储能电池的选型24-25
• 3.2 镍氢电池的工作原理25-26
• 3.3 镍氢电池主要特性26-30
• 3.3.1 镍氢电池容量的表示26-27
• 3.3.2 影响实际容量的因素27-29
• 3.3.3 镍氢电池的充放电特性29-30
• 3.4 镍氢电池的SOC的评价方法30-32
• 3.4.1 SOC一般定义与适用性分析30-31
• 3.4.2 本车采用的SOC的方法31-32
• 3.5 镍氢电池冷却装置的设计32-35
• 3.5.1 本车选用镍氢电池的主要技术参数32
• 3.5.2 镍氢电池组的固定32-33
• 3.5.3 温控风扇的设计33-35
• 4 电机及其控制35-54
• 4.1 本车电机的选型35-36
• 4.2 无刷直流电动机及其机械特性36-38
• 4.3 本车用无刷直流电动机的参数选择38-39
• 4.4 无刷直流电动机的控制39-54
• 4.4.1 DSP概述39-40
• 4.4.2 无刷直流电动机的工作原理40-42
• 4.4.3 无刷直流电动机的速度调节42-54
• 4.4.3.1 无刷直流电动机的电枢的PWM调压调速原理42-45
• 4.4.3.2 转速、电流双闭环调速系统45-47
• 4.4.3.3 转速、电流双闭环调速系统的MATLAB仿真47-54
• 5 太阳能汽车能量管理系统研究及动力性分析54-63
• 5.1 整车功率流模型的建立54
• 5.2 模糊控制在电压控制中的应用54-57
• 5.2.1 模糊控制概述55
• 5.2.2 模糊控制在电压稳压中的应用55-57
• 5.3 太阳能车能量管理系统的研究57-60
• 5.3.1 能量管理系统简介及任务57-59
• 5.3.2 整车电子电气系统设计方案59-60
• 5.4 整车动力性分析60-63
• 5.4.1 整车基本动力学参数60
• 5.4.2 太阳能电动车的驱动力60-61
• 5.4.3 太阳能电动车的行驶方程式61-62
• 5.4.4 太阳能电动车的功率平衡62-63
• 6 总结63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-67

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