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基于超级电容的电动汽车再生制动控制系统的研究
| 论文题名： | 基于超级电容的电动汽车再生制动控制系统的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;再生制动;能量回收;超级电容 |
| 摘要： | 汽车的安全、节能和环保是汽车工业发展中需要解决的三大主题,随着政府和社会对环境污染及能源问题的重视程度的提高,节能环保已成为汽车行业发展的主要目标之一。纯电动汽车,作为零排放的绿色交通工具,其发展受到了世界诸多汽车制造商的广泛关注和相关领域学者的高度重视。目前,“电池、电机、电控”是电动汽车的三大共性关键技术,三个关键技术中,电池技术相对独立,电机与电控则结合相对紧密,在电池能量密度未取得重大突破之前,电机及其驱动控制系统的技术发展水平直接影响电动汽车的整车性能,已成为衡量电动汽车技术水平的关键标志之一。根据电动汽车运行的典型工况,汽车运行时需要经常或频繁减速或制动。电动汽车的再生制动技术可以将制动过程中的动能加以回收,在汽车加速或启动的时候进行再利用,能有效提高电池能量的利用率和增加汽车的续驶里程。电动汽车的再生制动与能量回收技术已成为近年来电动汽车领域研究的热点之一。 本文以纯电动汽车为研究对象,基于超级电容,对纯电动汽车再生制动控制系统进行了研究。通过对储能系统和再生制动约束条件的分析,并在分析电动汽车再生制动系统结构设计要求的基础上,提出了利用超级电容作为制动能量回收储能容器的复合电源方案。首先从理论上分析了无刷直流电机在再生制动系统中运用的可行性,运用MALAB／SIMULINK建立其仿真模型；然后搭建无刷直流电机再生制动试验台,并针对ATMEL公司mega16单片机,应用数字PID控制算法,设计了一种可应用于纯电动汽车的制动能量回收控制器系统。详细介绍了再生制动的原理及其控制器主电路与信号采集电路,以及编写的通信、控制等软件工作模块。试验调试结果表明,充、放电电流随电压变化时,数字PID控制策略能很好的调节PWM占空比的合理变化,并验证了此制动能量回收系统可以有效地回收电动汽车再生制动能量。通过试验验证模型的正确性,并采用最优能量回收控制策略,建立再生制动系统仿真模型,根据GB／T18386-2005《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》进行了标准市区循环工况的仿真。仿真结果表明,在满足车辆制动性能的同时可以回收20％以上的制动能量,验证了控制策略的可行性。该再生制动控制系统的研究对实现高水平的能量回收有着重要的指导意义,且通用性好、灵活性强,可实现多种不同的控制策略。 |
| 作者： | 顾剑波 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 全力 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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