后驱型纯电动汽车再生制动系统的研究

【摘要】：伴随着工业化进程的加快,汽车走进了千家万户,这给人们的出行带来了便捷,同时也给环境造成了巨大的危害,减少交通领域有害气体的排放已成为解决现阶段全球气候恶化问题的重要手段之一。纯电动汽车具有噪音小、排放少的特点,已经成为汽车发展的主流方向。在对校企合作研发的电动物流车进行试验后,发现其受到车载电池、电机等多方面因素的制约,续驶里程明显不足,这阻碍了试验物流车的产业化发展。为解决这一问题,在试验车上加装了制动能量回收系统。制动能量回收系统可以将电动汽车制动过程中的部分动能进行回收,能够有效地提高电动汽车的续驶里程,减少能源消耗,提高车辆的经济性。在对试验车加装制动能量回收系统的过程中,本文所做的主要工作包括:通过将传统机械制动系统与制动能量回收系统进行对比,总结出制动能量回收系统所具有的优势。对现阶段应用于电动汽车的再生制动系统控制策略进行比较。结合相关的制动法规要求,综合电机和电池的工作特性,完成了试验车辆再生制动系统控制策略的设计。通过在车辆专用软件ADVISOR中仿真来验证所设计策略的有效性。在ADVISOR软件中建立了试验车辆控制策略数学模型、后驱试验车辆模型、电机模型和电池模型等,并将所建立的模型在标准循环工况和自定义工况下进行仿真。分析仿真结果可以得知,所设计的试验车辆再生制动系统控制策略可以有效地回收制动能量,改善了试验车辆的经济性和动力性,提高了试验车辆的续驶里程。为了将所设计的控制策略嵌入试验车辆,完成了试验车辆再生制动控制器的设计。由于再生制动系统需要具有准确性和实时性等特点,该再生制动系统控制器采用德州仪器公司生产的DSP2812数字信号处理器作为控制芯片。根据试验车辆再生制动系统的需求,完成其最小系统电路、采样电路、CAN通讯电路、JTAG仿真器电路、整流电路等主要电路的设计。最后,基于已经完成的硬件电路,结合试验车辆所采用的控制策略,完成了控制器软件的设计。 【关键词】：再生制动 后驱电动汽车 ADVISOR 建模与仿真 控制器
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 课题研究背景10-11
• 1.2 国内外研究动态11-15
• 1.2.1 国外研究动态12-13
• 1.2.2 国内研究动态13-15
• 1.3 课题来源及主要内容15-18
• 1.4 本章小结18-20
• 第二章 再生制动及其影响因素20-30
• 2.1 传统机械制动系统20-21
• 2.2 电动汽车再生制动系统21-27
• 2.2.1 电机驱动系统22-23
• 2.2.2 能量存储系统23
• 2.2.3 DC-DC变换器23-27
• 2.3 影响制动能量回收效率的因素27-28
• 2.4 本章小结28-30
• 第三章 再生制动系统控制策略的设计30-44
• 3.1 典型控制策略30-32
• 3.1.1 并联混合制动控制策略30-31
• 3.1.2 理想制动力分配控制策略31
• 3.1.3 其他再生制动控制策略31-32
• 3.2 ECE制动法规32-33
• 3.3 理想制动力分配曲线（I曲线）33-35
• 3.4 电机最大再生制动力35-37
• 3.5 试验物流车再生制动系统控制策略37-42
• 3.5.1 电机转速因子38
• 3.5.2 电池荷电状态因子38
• 3.5.3 基于I曲线的试验物流车制动力分配38-42
• 3.6 本章小结42-44
• 第四章 试验物流车再生制动系统的建模与仿真44-66
• 4.1 ADVISOR软件介绍44-45
• 4.2 试验物流车模型45-52
• 4.2.1 后驱车辆模型45-48
• 4.2.2 磷酸铁锂电池模型48-50
• 4.2.3 车轮模型50-52
• 4.2.4 电机及控制器模型52
• 4.3 控制策略模型52-56
• 4.3.1 制动强度计算模块A053
• 4.3.2 制动力分配模块A153-54
• 4.3.3 制动力分配模块A254-55
• 4.3.4 制动力分配模块A355
• 4.3.5 电机最大再生制动力模块55-56
• 4.4 模型的嵌入56-58
• 4.4.1 建立试验车辆顶层模型56-57
• 4.4.2 定义试验车辆参数57
• 4.4.3 关联m文件57-58
• 4.4.4 装载试验车辆文件58
• 4.5 软件仿真58-64
• 4.5.1 标准循环工况仿真58-59
• 4.5.2 循环工况仿真结果与分析59-61
• 4.5.3 自定义工况仿真61-63
• 4.5.4 自定义工况仿真结果与分析63-64
• 4.6 本章小结64-66
• 第五章 再生制动系统控制器的硬件与软件设计66-84
• 5.1 DSP2812芯片介绍66-68
• 5.2 硬件设计68-78
• 5.2.1 最小系统电路69-71
• 5.2.2 JTAG仿真器接口电路71-72
• 5.2.3 CAN总线接口电路72-73
• 5.2.4 AD采样电路73-76
• 5.2.5 驱动及整流电路76-78
• 5.3 软件设计78-82
• 5.3.1 主程序设计78-79
• 5.3.2 采样子程序模块79-80
• 5.3.3 中断处理子程序模块80-81
• 5.3.4 再生制动子程序模块81-82
• 5.4 本章小结82-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 总结84-85
• 6.2 展望85-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 攻读硕士学位期间所发表论文92

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