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混合馈能悬架系统馈能电路设计与试验研究
| 论文题名： | 混合馈能悬架系统馈能电路设计与试验研究 |
| 关键词： | 节能减排;馈能电路;储能电路;混合控制;悬架系统 |
| 摘要： | 主动悬架能够有效改善车辆动力学性能，但能耗巨大，与汽车发展的“节能减排”理念相违背，限制了其在车辆上的应用。半主动悬架能够在消耗少量能量的同时改善车辆动力学性能，具有一定的研究价值。本文设计了一种混合馈能悬架系统，通过设计其馈能电路以及相应的半主动控制策略，实现了车辆动力学性能与悬架馈能性能的有效协调。本文的具体工作如下： （1）详细阐述了混合馈能悬架系统的结构及其总体方案。在此基础上，搭建整车七自由度动力学模型。进行直线电机特性试验，得到了混合馈能悬架系统机电转换关系及系统参数，并通过计算得到了直线电机的线圈内阻。 （2）设计了整车混合馈能悬架系统馈能电路，分别包括“直线电机—超级电容”馈能电路、“超级电容—蓄电池”储能电路以及双电容充放电切换电路。在设计“直线电机—超级电容”馈能电路的过程中，对不同电路工作模式下的电流进行了分析，并对馈能电路部分电气元件进行了选型分析。在设计“超级电容—蓄电池”储能电路时，提出了四蓄电池储能方案，并阐述了其工作原理。 （3）设计了混合控制（天棚、地棚）半主动控制策略，阐述了其控制原理以及最优控制参数的选取过程。在此基础上，进行了基于dSPACE的电流跟踪控制试验。试验结果表明：所设计半主动控制策略对馈能电路电流有着良好的跟踪效果。 （4）进行了仿真分析，以传统被动悬架作为比较对象，研究整车混合馈能悬架系统的动力学以及馈能性能。仿真结果表明，混合馈能悬架能够在改善车辆动力学性能的同时回收部分振动能量，实现了整车动力学性能和悬架馈能性能的有效协调。 （5）进行了基于dSPACE的整车混合馈能悬架性能试验，通过dSPACE输出控制信号，控制外部馈能电路MOS管的通断，从而实现对车辆动力学性能以及悬架馈能性能的协调控制。试验结果与仿真结果基本一致，验证了仿真结果的可靠性。 研究表明，通过系统地设计混合馈能悬架的馈能电路，先将能量暂存至超级电容，然后再转存至蓄电池，可以使电能得到稳定存储。通过设计半主动控制策略，混合馈能悬架能够在改善车辆动力学性能的同时回收车辆振动能量。 |
| 作者： | 焦宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 汪若尘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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