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超级电容储能电动汽车再生制动系统建模与控制研究
| 论文题名： | 超级电容储能电动汽车再生制动系统建模与控制研究 |
| 关键词： | 超级电容储能电动汽车;再生制动系统;仿真模型;控制策略 |
| 摘要： | 汽车发展历史悠久，作为一种现代化的交通工具，保有量持续高速增长，带来了环境污染、能源危机等各种问题。新能源汽车具有清洁无污染、能量转换效率高等优点，发展新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的重要途径。在市区工况下，汽车的大部分驱动能量在制动过程中损失，再生制动能量回收系统可以有效地将这些能量回收起来，提高新能源汽车的续驶里程和能耗经济性。车辆的能耗经济性与整车参数配置、动力系统性能匹配、行驶工况、能量回收利用率等因素有关，提高再生制动能量回收率对提高能耗经济性和车辆的续驶里程至关重要。再生制动能量回收是一个复杂的过程，涉及的因素和环节较多，不同的行驶工况和整车参数配置，制动能量回收的效果会有较大差异。 本文以超级电容蓄能的再生制动系统作为研究对象，开展了以下几个方面的研究工作: 首先在分析了系统各主要部件工作特性的基础上，建立再生制动系统的数学模型，并对再生制动系统不同工作状态下的数学模型做了详细的分析，得到了车速、制动电流等相关参数的数学关系表达式。 然后搭建了再生制动能量回收系统的仿真模型。从制动过程中的能量传递路径入手，研究了传动装置、电机、整流器、DC-DC、蓄能装置等在能量回收过程中的能耗。介绍了再生制动实验台架的原理和结构，进行了再生制动试验，将模型仿真结果与实验进行对比，结果表明所建立的再生制动系统模型正确可靠。 最后，在考虑制动稳定性和法规要求的基础上，设计了系统的制动力分配策略。让制动力矩随行驶条件的改变而变化，这样使超级电容的充电功率在每个时刻都是当时条件下能取得的最大充电功率。为了解决常规PID控制器自适应能力差、性能欠佳等问题，采用了RBF神经网络辨识PID控制算法，控制电机电枢电流。在NEDC循环工况进行了仿真测试，分析了车速和制动减速度等对回收率的影响，以及不同制动力分配下电机制动减速度和制动系统制动减速度的分布情况。在UDDS循环工况下分析了滚动阻力和空气阻力对能量回收系统的影响，并将UDDS循环工况下的能量回收效果与NEDC循环工况的对比，得出汽车的行驶工况是影响再生制动系统能量回收率的一个重要因素。 研究结果表明所开发的再生制动系统和设计的控制策略能有效提高能量回收率。 |
| 作者： | 张秀丽 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 盘朝奉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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