纯电动汽车传动控制系统仿真研究

【摘要】：内燃机汽车从诞生至今一百多年的时间里已经成为人们生活中不可或缺的重要组成部分。但由于能源问题和环境问题的日趋严重,电动汽车凭借其节能环保的特点成为了研究的热点,作为能够直接决定电动汽车行驶性能的传动控制系统更是研究的重中之重。 本文以BK6122EV2,11.8/22-32座京华纯电动城市客车为原型,对纯电动汽车的传动控制系统进行研究。纯电动汽车的传动控制系统包括了驱动电机及其控制系统,复合电源及其控制系统,制动器的控制系统及超级电容的能量管理等部分。首先,根据公交车频繁启动停车的行驶特点以及目前电动汽车存在的续航里程不足的问题对驱动电机、蓄电池等部件进行选型和参数匹配。然后,对选定的驱动电机进行分析和研究,设计出驱动电机在不同工况下的控制策略。之后,对动力蓄电池和超级电容所组成的复合电源的不同拓扑结构进行研究,分析设计超级电容充放电的控制方法,并根据典型公交车行驶路况设计超级电容的能量管理策略。接着,对汽车的制动过程进行受力分析,在对常用的机械制动前后轴制动力矩定比分配进行分析的基础上,考虑ECE制动法规及路面情况,设计出适用于纯电动汽车的制动力矩分配方法。最后,在Matlab和cruise仿真软件中分别搭建出纯电动车的整车和传动控制系统仿真模型,解决Matlab模型中的子系统切换问题和两个仿真软件的连接问题,进行联合仿真,通过三种典型循环路况实验证明模型的正确性,也即证明了控制系统和各部件参数匹配能够符合公交车在典型路况下的动力要求。利用搭建成功的仿真模型对再生制动使用的超级电容容量进行研究,使得超级电容容量得到充分使用。 【关键词】：纯电动汽车 传动控制系统 永磁同步电机 再生制动 cruise
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究意义10-11
• 1.2 国内外发展状况11-13
• 1.3 论文主要内容13-14
• 第2章 纯电动汽车结构方案及参数匹配14-25
• 2.1 纯电动汽车驱动方式14-16
• 2.2 纯电动汽车外部参数16-17
• 2.3 驱动电机的选择和参数设计17-20
• 2.4 再生制动能量回收装置的选择20-22
• 2.5 动力蓄电池的选择和参数设计22-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 永磁同步电机控制系统研究25-36
• 3.1 永磁同步电机结构特点和分类25-26
• 3.2 永磁同步电机数学模型26-28
• 3.3 永磁同步电机矢量控制28-31
• 3.4 永磁同步电机弱磁控制31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 复合电源系统36-49
• 4.1 复合电源拓扑结构36-37
• 4.2 超级电容的参数匹配和模型37-39
• 4.3 DC-DC电路设计39-40
• 4.4 超级电容充放电控制和能量管理40-42
• 4.5 再生制动力矩的限制条件42-45
• 4.6 再生制动力矩分配45-48
• 4.7 本章小结48-49
• 第5章 传动控制系统的建模仿真和研究49-65
• 5.1 CRUISE仿真软件简介49
• 5.2 仿真模型结构49-51
• 5.3 cruise部分仿真模型51-52
• 5.4 Matlab部分仿真模型52-56
• 5.5 循环行驶工况实验56-58
• 5.6 超级电容容量研究58-64
• 5.7 本章小结64-65
• 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71

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