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原文传递模拟电动汽车实时工况动力电池测试平台的设计研究

论文题名：	模拟电动汽车实时工况动力电池测试平台的设计研究
关键词：	电动汽车;动力电池测试台;结构设计;数据采集系统;通信网络;控制策略
摘要：	人类正在面临着气候变暖、能源短缺、空气质量下降等一系列问题。而传统内燃机汽车是造成这些问题的重要原因之一，本世纪初以来快速发展的电动汽车能够大大缓解这一压力。纯电动汽车可以实现低排放乃至零排放、低散热、低噪音等环保的特点，因此，纯电动汽车的市场占有率也在逐年增加。动力电池、驱动电机、电气控制是构成电动汽车动力系统的三大组成部分，其中，动力电池作为电动汽车的动力来源是核心部分。电动汽车的动力性直接取决于动力电池性能的好坏，所以一直以来全球的研究学者一直致力于动力电池的研究和开发。检测测试作为动力电池开发过程中的重要一环，其重要性不言而喻，所以对动力电池各种参数性能的测试必不可少。本文就是基于这一问题，针对动力电池模拟电动汽车工况设计了一整套测试平台。　　考虑到电动汽车工况十分复杂，试验台架的非线性、多因素特点，加之很难精准地模拟车辆的惯量等一系列的问题，所设计的测试平台要求能够实现动态加载，能够对动力电池的动态运行情况进行测试，并且足够的鲁棒性和一定的过载能力，保证测试平台能够平稳地运行，这也是本测试平台的意义所在。在设计测试平台的过程中，对于电动汽车行驶过程中来自路面的摩擦阻力、空气阻力、爬坡阻力、以及车辆的加速阻力通过采用飞轮组和交流电力测功机共同模拟实现。　　本文考虑了利用测功机和飞轮组共同模拟负载，其中飞轮组模拟电动汽车的等效转动惯量，剩余的部分由测功机来实现，通过测功机加飞轮组的结合的方式效果更好，系统更稳定;对于驱动电机的控制，按照参考速度曲线，依据测试平台的物理模型得到所需要的转速，对电机的控制要求稳定、快速，保证驱动电机在一定的过载情况下能够安全地工作。　　文章的研究内容: 　　(1)根据电动汽车的驱动系统的结构原理，对电动汽车的动力学模型进行了建模，并在此基础上设计了动力电池测试平台的整体结构框架。　　(2)分析了测试平台的数学模型，并据此计算了测试平台的功率，选择组成测试平台的主要部件动力电池、驱动电机以及测功机。　　(3)对测试平台数据采集系统的搭建和通信网络的设计进行了系统地分析，并设计采用CAN总线通信作为测试平台通信系统的总体框架。　　(4)计算了电动汽车的等效转动惯量，基于电动汽车的等效转动惯量按照飞轮组分级公式对测试平台的飞轮组进行了设计，并对测试平台的控制策略以及电动汽车模拟工况进行了设计。　　(5)针对所设计的测试平台搭建了小型的测试平台，验证试验台设计的可行性，并对动力电池的单体电压以及温度测试进行了多次试验，初步确定设计的模拟电动汽车实时工况动力电池测试平台方案具有很好的应用价值。
作者：	张林灿
专业：	机械工程；车辆工程
导师：	殷国栋;任祖平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文