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车用飞轮电池充放电控制策略研究
| 论文题名： | 车用飞轮电池充放电控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;飞轮电池;控制策略;建模仿真 |
| 摘要： | 电动汽车是解决汽车工业可持续发展问题的最主要的技术途径。电源技术是电动汽车的核心技术。最近几十年，科研工作者对飞轮储能技术进行了大量的研究，并取得了一定的成果，使飞轮电池在较多的领域有了实际的应用。在此基础上，车用飞轮电池技术在国内外也展开了研究，发展前景广阔。 飞轮电池是典型的机电一体化产品，控制策略的选用对充分发挥其使用性能起着关键性的作用，因此本文对车用飞轮电池的充放电控制策略进行了系统的研究设计，并通过仿真验证了控制策略的可行性。本文的主要工作和成果如下： 1．对飞轮电池特性进行研究，总结出飞轮电池电机的特殊要求，选定本文的飞轮电池电机采用集电动机和发电机一体的稀土永磁直流无刷电机，并对电机的性能参数进行了设计。分别建立了电动机和发电机的仿真模型，并通过仿真验证了模型建立的正确性，为下一步飞轮电池控制系统的研究仿真打下了基础。 2．设计了飞轮电池的充电控制系统，采用双闭环控制系统。从理论上计算了恒转矩控制和恒功率控制的储能时间，计算结果表明恒转矩控制的储能时间更短，因此，根据本文尽量缩短充电时间的设计目标，提出采用复合控制策略，升速时采用恒转矩控制，调速时针对飞轮电池在充电过程中，电机的控制对实时性的要求较高，速度环采用改进的单神经元PID控制算法，使飞轮电池更快地达到目标转速的稳定状态。对整体的充电控制系统进行了仿真，结果表明充电过程控制策略的设计具有较好的控制效果。 3．针对汽车的负载是经常变化的，以及不同行驶路面及行驶状态对汽车造成外力干扰的不同，放电控制系统采用了双闭环控制系统，外环设置为电压环，内环设置为电流环，更有效地控制电压的变化。另外针对车用飞轮电池的目标输出电压小于飞轮电池电机产生的电压，本文选用降压斩波器。通过双闭环控制系统和降压斩波器的结合，使输出电压稳定在目标电压。通过对放电控制系统的建模仿真研究，证明了放电控制策略的可行性。 本文针对飞轮电池充放电控制系统的控制策略进行了理论设计及仿真研究，为接下来的实验研究和实际应用提供了有效的参照。 |
| 作者： | 申亮 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谢伟东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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