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增程式电动汽车辅助动力单元控制的研究与设计
| 论文题名： | 增程式电动汽车辅助动力单元控制的研究与设计 |
| 关键词： | APU控制;增程式电动汽车;辅助动力单元;控制性能;工作模式 |
| 摘要： | 增程式电动汽车作为插电式电动汽车的一种，具有纯电动汽车纯电驱动的本质，同时加上增程器，缓解了里程焦虑，降低了对动力电池的要求，在合理的能量管理策略下可以对动力电池提供一定的保护，在动力电池能量密度、寿命和价格等瓶颈尚未解决之前，是向纯电动车过渡的一个极佳方案。辅助动力单元作为增程器，是实现能量管理策略的一个重要的下层执行机构，其控制性能的好坏直接决定了最终的燃油经济性指标。本文以增程式电动公交车为研究对象，对增程式电动汽车的辅助动力单元的控制进行了研究，并在嵌入式系统中实现了APU控制。 首先，根据性能和工况需求，选择了APU用发动机和ISG电机转速、转矩范围和功率，并根据增程式电动客车纯电动行驶要求，选择了动了电池容量。通过对APU组件参数进行匹配，为APU控制奠定了基础。 其次，通过分析APU工作原理和发动机、ISG电机的功能作用，建立了APU转速一转矩控制模型，在该模型上，设计了结构简单、计算量小的单神经元PID控制器。仿真表明，在单神经元PID控制器的控制下，APU具有较好地负载跟踪能力和抗干扰能力。为了避免发动机频繁动态调节过程中燃油消耗的提高，选定APU组工作在恒转速一变转矩工作模式，同时也有利于提高母线电压的稳定性。 第三，为了在嵌入式系统中实现APU控制器，基于Freescale的S12XEP100，设计了APU控制器的硬件平台，设计了各个硬件模块;将APU控制软件分为驱动层、中间层和运用层三层结构，并对运用任务进行了划分和算法描述。 最后，为了对设计的APU控制器性能进行验证，进行了地面试验和道路工况试验。试验表明，APU控制具有良好的负载跟随性能和抗干扰性能，增程式电动公交车在采用设计良好的能量管理策略和APU控制下，可以较好地提升其燃油经济性能。 |
| 作者： | 牛浩 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 史亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 厦门大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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