纯电动汽车突然失压的应急控制策略研究

【摘要】：当今世界燃油汽车的保有量不断增加，导致能源危机的日益严重和环境污染的不断恶化。纯电动汽车作为一种清洁无污染的新能源汽车，越来越受到人们的青睐和重视，其各项技术难题正在逐步解决。作为新型的交通工具，纯电动汽车的安全性研究国内则是刚刚起步，而非常重要的纯电动汽车动力电池组突然失压的安全控制系统的研究国内还是一片空白。纯电动汽车以动力蓄电池作为其唯一的能量来源，其输出电压高达上百伏，一旦动力电池组发生突然失压故障，将会造成纯电动汽车迅速停机，影响驾乘人员的生命财产安全。因此，研究纯电动汽车突然失压的应急控制策略具有非常重大的意义。 本课题主要研究纯电动汽车高压供电系统，对纯电动汽车动力电池组突然失压的应急控制策略进行研究和设计。本课题的主要研究内容如下： (1)研究纯电动汽车常用蓄电池的放电特性，分析了其容易发生的突然失压故障。 (2)对纯电动汽车本身的供电系统进行建模，分析了可能导致纯电动汽车突然失压的各种故障，提出了纯电动汽车动力电池组突然失压的应急控制策略，在动力电池组突然失压时，维持纯电动汽车有短暂的续航，给驾驶员提供一定的应急时间。 (3)研究了纯电动汽车动力电池组与备用电源供电系统的切换控制算法；分析了纯电动汽车异步电机恒转矩和恒功率控制策略，研究了电机运行性能与供电电压的关系，在设计纯电动汽车突然失压的应急控制策略的基础上，搭建了软件仿真平台，对应急控制策略进行仿真验证。 (4)利用MATLAB/SIMUlink搭建应急控制系统与电机驱动的综合仿真模型进行仿真验证。 仿真结果表明，本文所提出的纯电动汽车突然失压的应急控制策略具有良好的性能，能够在动力电源系统突然失压时维持纯电动汽车短暂的续航，为驾驶员提供一定的应急时间，保护驾乘人员的生命财产安全，为接下来纯电动汽车产业化和安全性的研究与发展奠定良好的基础。 【关键词】：纯电动汽车 突然失压 应急控制 矢量控制 安全
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 纯电动汽车安全性的研究背景及意义10-11
• 1.2 纯电动汽车安全性国内外研究现状11-15
• 1.2.1 纯电动汽车安全性国外研究现状13-14
• 1.2.2 纯电动汽车安全性国内研究现状14-15
• 1.2.3 纯电动汽车突然失压的应急控制策略选题意义15
• 1.3 本课题的研究内容15-17
• 第二章 纯电动汽车应急控制系统总体结构17-29
• 2.1 纯电动汽车应急控制系统总体结构17-18
• 2.2 纯电动汽车基本结构18-20
• 2.3 纯电动汽车电气系统20-24
• 2.3.1 纯电动汽车高压供电系统配置21
• 2.3.2 纯电动汽车高压供电故障分析21-24
• 2.4 纯电动汽车动力电池组24-26
• 2.4.1 动力电池组供电及其特性分析24-25
• 2.4.2 备用电池设置及其参数设计25-26
• 2.5 应急控制系统电压监控与信号采集26-27
• 2.6 纯电动汽车电机驱动27-29
• 第三章 纯电动汽车应急控制系统数学模型29-47
• 3.1 纯电动汽车供电系统分析29-30
• 3.2 纯电动汽车备用电源系统建模分析30-47
• 3.2.1 Boost 升压电路基本原理30-32
• 3.2.2 Boost 升压电路控制方法32-36
• 3.2.3 单周期技术结合 PI 调节的控制方法36-45
• 3.2.4 备用电源单周期升压控制方法仿真结果及分析45-47
• 第四章 应急控制系统的切换策略研究47-63
• 4.1 双电源切换基本方法概述47-48
• 4.2 基于软开关技术的切换控制策略研究48-56
• 4.2.1 基于软开关技术的应急控制切换开关设计48-53
• 4.2.2 滞环比较器的设计53-56
• 4.2.3 支撑电容的设计56
• 4.3 双电源切换系统仿真分析56-63
• 4.3.1 双电源切换系统模型建立56-58
• 4.3.2 双电源切换系统仿真结果与分析58-63
• 第五章 纯电动汽车异步电机驱动研究63-73
• 5.1 纯电动汽车异步电机控制策略研究63-67
• 5.2 异步电机矢量控制算法研究67-69
• 5.3 异步电机运行性能与供电电压的关系研究69-73
• 第六章 纯电动汽车突然失压的控制系统仿真73-76
• 6.1 应急控制系统仿真模型建立73
• 6.2 纯电动汽车突然失压的应急控制系统仿真与分析73-76
• 第七章 总结与展望76-78
• 7.1 本文总结76-77
• 7.2 下一步工作展望77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士期间取得的研究成果83-84

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