纯电动汽车行驶策略及能量管理仿真研究

【摘要】：纯电动汽车因其零排放的显著特点而备受青睐，各个国家都将其作为中长期发展目标。但是纯电动汽车续驶里程不足的问题一直长期困扰着各国研究者，并且直接导致其产品化进程相对缓慢。纯电动汽车由能量存储系统、驱动系统及整车控制系统三个部分组成，而能量管理是整车控制策略的核心技术，特别是合理的能量管理对纯电动汽车的产品优化特别重要。 本文对纯电动汽车的行驶策略和能量管理进行深入研究，主要做了如下几方面的工作：首先简单介绍了纯电动汽车的发展概况以及国内外的研究现状。然后介绍了纯电动车的结构，提出了性能评价指标和整车性能目标，完成了动力电池以及轮毂电机的选型。之后本文的重点进行了整车驱动控制策略以及能量管理策略设计，包括各个驱动模式下的驱动策略和能量回收策略的分析，重点突出能量管理策略下的制动回能模式，在模式下的电机发电扭矩控制及非能量回收模式下的电机电动扭矩控制，详细阐述了制动能量回收的相关理论，另外制动能量回收模式下，还进行了制动器制动力分配、计算以及电气制动力与机械摩擦制动力分配比例分析。最后建立了整车的MATLAB/simulink模型，并对ADVISOR软件中的现有的纯电动车模型就行二次开发，并在不同工况下进行联合仿真，仿真结果验证了所选取的轮毂电机及蓄电池均能满足设计的要求，并在此基础上进行了制动能量回收策略的优化，对比了优化前后的车辆续航能力，验证了仿真的合理性。 【关键词】：纯电动汽车 驱动系统 能量管理 仿真分析
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 纯电动汽车国内外的研究现状9-12
• 1.2.1 国外电动车研究现状9-10
• 1.2.2 国内电动汽车研究现状10-12
• 1.3 电动汽车的关键技术研究12-14
• 1.4 课题的研究目的及主要研究内容14-15
• 1.4.1 课题的研究目的和意义14
• 1.4.2 课题的主要研究内容14-15
• 第二章 纯电动车动力系统参数的匹配15-23
• 2.1 纯电动汽车动力系统的结构15
• 2.2 两后轮独立驱动的轮毂电机纯电动汽车的动力学分析15-17
• 2.3 动力系统参数的匹配17-22
• 2.3.1 驱动电机的选择原因和参数匹配17-20
• 2.3.2 动力电池的选择和参数匹配20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 纯电动车整车控制策略研究23-39
• 3.1 纯电动车动力装置特性23-25
• 3.2 整车驱动控制策略分析25-31
• 3.2.1 驱动模式分析25-27
• 3.2.2 起车模式和行车模式驱动策略的分析27-28
• 3.2.3 加减速输入输出关系28-29
• 3.2.4 整车驱动控制策略系统结构图29-31
• 3.3 纯电动车能量控制策略的分析31-38
• 3.3.1 纯电动车能量管理策略31
• 3.3.2 纯电动车整车能量流向分析31-33
• 3.3.3 能量控制管理的问题33-34
• 3.3.4 整车能量管理系统的设计34-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 纯电动车制动回能控制39-50
• 4.1 纯电动车制动回能系统简介39-44
• 4.1.1 制动回能系统的技术要求以及约束条件40
• 4.1.2 回能制动的模式40-41
• 4.1.3 制动力分配原则41-42
• 4.1.4 制动能量回收系统操作方式42-43
• 4.1.5 制动能量回收策略的分类43-44
• 4.2 制动能量回收影响因素44-45
• 4.3 制动力分配策略45-46
• 4.3.1 理想制动力分配策略45-46
• 4.4 制动能量回收策略46-49
• 4.4.1 制动能量回收控制流程46-47
• 4.4.2 电气制动力与摩擦制动力分配比例的确定47-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 纯电动车的系统建模与性能仿真50-65
• 5.1 ADVISOR2002 仿真软件介绍50-55
• 5.1.1 ADVISOR2002 系统结构50-51
• 5.1.2 ADVISOR的文件命名规则51
• 5.1.3 ADVISOR界面简介51-55
• 5.2 ADVISOR仿真方法55-56
• 5.3 纯电动车的仿真仿真模型56-61
• 5.3.1 纯电动车的整车动力学Simulink模型56-57
• 5.3.2 电动机的Simulink的模型57-58
• 5.3.3 蓄电池的Simulink模型58
• 5.3.4 能量管理模型58-59
• 5.3.5 制动能量回收的Simulink模型59-60
• 5.3.6 非制动能量回收的Simulink模型60-61
• 5.4 仿真结果61-64
• 5.4.1 仿真结果61-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论与展望65-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71

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