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纯电动汽车冷却系统能量优化方法的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 15:50:49
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纯电动汽车冷却系统能量优化方法的研究【摘要】:为了解决日益严峻的能源问题和环境问题,新能源汽车的研究已经成为我国汽车发展战略。汽车冷却系统用于维持汽车动力驱动系统的温度处于合理的范

【摘要】:为了解决日益严峻的能源问题和环境问题,新能源汽车的研究已经成为我国汽车发展战略。汽车冷却系统用于维持汽车动力驱动系统的温度处于合理的范围内,防止温度过高造成动力驱动系统使用寿命缩短,甚至损毁。本文针对纯电动汽车的冷却系统,研究能够反映汽车不同工况中冷却液温度变化的仿真方法,在此基础上,在满足冷却系统控制需求的前提下,以冷却风扇能量最小为目标,研究冷却系统的控制方法。 本文首先对纯电动汽车冷却系统的结构进行了简要说明,并利用AMESim软件对包含简单的汽车动力学特性、整车控制策略的冷却系统进行系统建模,用于在各种工况中验证控制算法;对AMESim模型中的器件进行参数匹配,以选取的匹配车型进行配置;采集实车在不同工况下的电机温度,对比实车和AMESim软件下电机的温升曲线,验证模型的准确性。 本文对纯电动汽车冷却系统的结构进行简化,建立了以风扇风量为控制输入,以冷却系统散热器出口温度为控制输出的冷却系统热模型,确定热模型中的参数,建立冷却系统热模型的状态空间表达式,用于后续控制器的设计,利用Matlab/simulink搭建冷却系统热模型,并通过AMESim中的冷却系统仿真环境对热模型校验。 以冷却系统中冷却风扇消耗能量最小为目标,来研究冷却系统控制方法,根据冷却液温度控制在特定范围内,并且对输入输出存在约束的控制问题,设计了冷却系统的预测控制器,并分析了系统的稳定性。构建了纯电动汽车冷却系统与Matlab/simulink的联合仿真环境;在联合仿真平台下验证控制器的控制效果并对结果进行分析。 【关键词】:纯电动汽车 冷却系统 能量优化 模型预测控制
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U469.72
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 绪论9-15
  • 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-12
  • 1.1.1 纯电动汽车冷却系统国内外研究现状10
  • 1.1.2 纯电动汽车研究现状10
  • 1.1.3 汽车冷却系统研究现状10-12
  • 1.2 纯电动汽车冷却系统仿真与控制问题12-13
  • 1.3 本文内容与组织结构13-15
  • 第2章 纯电动汽车冷却系统的仿真15-39
  • 2.1 引言15
  • 2.2 纯电动汽车冷却系统结构分析15-16
  • 2.3 基于 AMESim 的冷却系统物理模型的构建16-20
  • 2.3.1 仿真平台介绍17
  • 2.3.2 基于 AMESim 的冷却系统建模17-20
  • 2.4 冷却系统物理模型的参数匹配20-33
  • 2.4.1 电机参数匹配21-27
  • 2.4.2 逆变器参数匹配27-28
  • 2.4.3 电池参数匹配28-29
  • 2.4.4 冷却系统中各器件的参数匹配29-33
  • 2.5 冷却系统仿真结果验证33-37
  • 2.6 本章小结37-39
  • 第3章 纯电动汽车冷却系统的建模39-49
  • 3.1 引言39
  • 3.2 纯电动汽车冷却系统结构简化39-40
  • 3.3 纯电动汽车冷却系统热模型的建立及验证40-48
  • 3.3.1 纯电动汽车冷却系统热模型的建立40-44
  • 3.3.2 冷却系统热模型的验证44-48
  • 3.4 本章小结48-49
  • 第4章 冷却系统的能量优化控制方法49-71
  • 4.1 引言49
  • 4.2 能量优化的控制方法的设计49-57
  • 4.2.1 冷却系统优化目标及控制方法确定49-53
  • 4.2.2 冷却系统预测控制器设计53-56
  • 4.2.3 系统闭环稳定性确定56-57
  • 4.3 能量优化控制的仿真研究57-70
  • 4.3.1 AMESim 与 Matlab 的联合仿真58-59
  • 4.3.2 系统仿真实验及结果分析59-70
  • 4.4 本章小结70-71
  • 结论71-73
  • 参考文献73-78
  • 攻读学位期间发表的学术论文78-80
  • 致谢80


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