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电动车电容储能再生制动控制系统设计与研究
| 论文题名： | 电动车电容储能再生制动控制系统设计与研究 |
| 关键词： | 电动车;超级电容;再生制动;模糊-PI控制;开关电源;电流估计 |
| 摘要： | 纯电动车利用车载电源驱动车辆，具有高效、节能、低噪音、零排放等显著优点，与传统燃油汽车相比，在节能和环保方面具有明显优势。目前纯电动车实用化的最大制约因素是续驶里程短，缓解此制约的方法之一是采取再生制动。再生制动可以将电动车制动时的部分动能加以回收利用，从而节约电池电能，提高电动车的续驶里程。此外，它还能减少行车制动系统的磨损，延长行车制动系统零部件的使用寿命。常用的电动车动力电池不适合再生制动时频繁、大功率地充放电，而超级电容具有功率密度高、充放电速度快、效率高等特点，将超级电容与动力电池组成复合电源，能够进一步提高电动车的动力性和制动能量回收能力。 由于再生制动的工作机理与常规行车制动不同，制动时车辆速度急剧减小，电机的反电动势也随之迅速降低，而充电过程中超级电容的端电压快速增高，为了达到车辆制动性能要求，同时尽可能多地回收制动能量，对电动车再生制动控制系统的设计、控制策略研究提出了较高的要求。因此，以超级电容储能的电动车再生制动控制系统设计及控制策略研究为目标，开展了如下工作: 通过分析蓄电池-超级电容复合电源系统的结构，结合电动车储能系统的特性，对电动车复合电源系统的主电路进行了设计。 根据再生制动系统的功能要求，设计了再生制动控制系统的硬件电路，主要包括开关电源电路、再生制动控制器硬件电路以及IGBT驱动电路。其中，再生制动控制器硬件电路主要是对电机转速信号、超级电容端电压信号、电枢电流信号等进行调理和采集，并输出信号控制系统主电路中相应的IGBT。 结合超级电容储能的电动车再生制动系统的工作特点，对比分析了常用的再生制动控制策略，选择以驾驶员驾驶感觉和制动稳定性为首要目的的恒定制动电流控制策略，运用模糊-PI控制算法对用电流传感器测得的电枢电流进行了恒电流控制。另外，为节约系统成本，通过电机转速和超级电容端电压估计电枢电流，再采用模糊-PI控制算法对估计的电流进行恒电流控制。 搭建了超级电容储能的电动车再生制动惯性试验台，首先进行了开关电源的测试和再生制动开环实验，实验结果表明，所设计的再生制动控制系统能够很好地实现再生制动。最后对所提出的两种控制策略进行了实验验证，实验结果达到了预期目标，从而证明了两种控制策略的有效性。 |
| 作者： | 曾令厚 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 陈燎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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