纯电动微型汽车动力系统设计研究

【摘要】：能源紧张及环境污染问题成为当今人们日益关注的焦点。汽车作为能源消耗及环境污染的主要源头之一，其发展也面临严峻的考验。纯电动汽车作为一环保新能源汽车，正在引起越来越多人的关注。整车动力系统作为纯电动汽车发展的关键技术之一，其研究与发展对促进纯电动汽车的发展有着重要的意义。 本文以纯电动汽车为研究对象，对其动力系统部件进行了选型与计算。利用仿真软件ADVISOR对车辆的动力性能进行了仿真研究，仿真结果表明部件选型是合理的,为纯电动汽车的设计、性能预测和分析提供了理论参考。 在选配好合适的动力系统各部分元件的基础上，搭建纯电动汽车用试验台架。采用模块化的设计思想，将试验台的建设划分为能量管理模块、电机控制及其测试模块和整车控制模块等几大模块。定义了各个控制器之间传输信号的内容及传输方式。设计CAN总线的网络节点并制定CAN报文。以快速控制原型Controlbase_VT作为整车控制器，实现整车控制器的各项功能。 针对纯电动汽车的特点及各种因素，制定了纯电动汽车的整车控制策略。分别对驱动控制、制动控制、能量管理控制进行说明。建立了整车动力系统模型并进行离线仿真，仿真结果表明所制定的控制策略是合理可行的。对纯电动汽车的整车控制系统进行台架试验，确保信号线连接正确，保证各部件功能实现。 【关键词】：纯电动汽车 动力系统 匹配设计 试验台架 控制策略
【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要9-10
• Abstract10-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 前言11
• 1.2 国内外纯电动汽车研发现状11-13
• 1.2.1 国外纯电动汽车的发展状况11-12
• 1.2.2 国内纯电动汽车的发展状况12-13
• 1.3 纯电动汽车结构与原理介绍13-15
• 1.4 本课题的研究背景及研究意义15
• 1.5 本文研究的主要内容15-16
• 1.6 本章小结16-17
• 第2章 纯电动汽车动力系统匹配设计17-30
• 2.1 动力系统设计要求17
• 2.2 动力系统选型17-20
• 2.2.1 驱动电机的选型17-18
• 2.2.2 动力蓄电池的选型18-20
• 2.3 动力传动系统参数匹配20-25
• 2.3.1 电机参数设计20-23
• 2.3.2 动力蓄电池参数设计23-25
• 2.4 基于 ADVISOR 的动力系统仿真25-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 系统联调试验台设计与实现30-45
• 3.1 系统联调试验台设计研究30-31
• 3.2 系统联调试验台总体设计方案31-33
• 3.2.1 试验台的结构方案31-32
• 3.2.2 试验台的控制系统方案32-33
• 3.3 关键部件的选择及参数的确定33-35
• 3.3.1 试验平台选型33
• 3.3.2 高压电器开关元件选型33-34
• 3.3.3 加速踏板传感器34-35
• 3.4 试验台架控制系统供电及信号控制35-38
• 3.4.1 试验台架供电控制36-37
• 3.4.2 试验台架信号控制37-38
• 3.5 整车 CAN 网络设计38-41
• 3.5.1 CAN 网络原理38-40
• 3.5.2 CAN 网络通信管理及控制策略40
• 3.5.3 控制网络的应用层协议40-41
• 3.6 整车控制器41-44
• 3.6.1 整车控制器的功能定义41
• 3.6.2 整车控制器 Controlbase_VT 的结构和性能41-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 动力系统控制策略研究45-60
• 4.1 纯电动汽车的动力系统控制策略45-46
• 4.1.1 控制系统主程序流程45-46
• 4.2 驱动控制策略46-50
• 4.2.1 一般模式控制策略47-49
• 4.2.2 动力模式控制策略49-50
• 4.2.3 经济模式控制策略50
• 4.3 制动能量回收控制策略50-52
• 4.4 能量管理控制策略52-53
• 4.5 动力系统建模仿真53-59
• 4.5.1 整车控制模型的建立54-57
• 4.5.2 仿真结果及分析57-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 台架控制系统调试60-67
• 5.1 台架控制系统调试目的60
• 5.2 控制系统各部件的调试60-62
• 5.3 整车控制器的软硬件的连接及调试62-66
• 5.3.1 基础软件 QuantiPhi 与 UniPhi62-63
• 5.3.2 快速控制原型 CANape63
• 5.3.3 测量标定63-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第6章 总结及展望67-69
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 后续研究工作的展望68-69
• 参考文献69-72
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作72-73
• 致谢73

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