基于快速控制原型的纯电动汽车能量管理研究

摘要

纯电动汽车因其零排放的显著特点而备受青睐，各个国家都将其作为中长期发展目标。但是纯电动汽车续驶里程不足的问题一直长期困扰着各国研究者，并且直接导致其产品化进程相对缓慢。纯电动汽车由储能系统、驱动系统及整车控制三个部分组成，而能量管理是整车控制的核心技术，合理的能量管理对纯电动汽车的产品化尤为重要。
　　 本文基于快速控制原型，对纯电动汽车的能量管理进行深入研究，主要做了如下几方面的工作:首先简单介绍了纯电动汽车结构与性能评价指标;并详细阐述了制动能量回收的相关理论。然后基于整车动力性目标完成了电池及电机的选型，重点进行了整车能量管理策略设计，包括能量回收模式下的电机发电扭矩控制及非能量回收模式下的电机电动扭矩控制，另外制动能量回收模式下，还进行了制动器制动力分配与计算。随后建立了能量管理策略的Matlab模型，与整车CRUISE模型进行联合仿真，初步验证了设计的能量管理策略的合理性，并在此基础上进行了制动能量回收策略的优化，对比了优化前后的能量回收率。最后在快速控制原型上实现了该能量管理策略，包括建模、编译、下载、标定与调试，装车完成之后，还进行了转毂试验。
　　 本文基于快速控制原型，对纯电动汽车能量管理策略进行设计与实现。在设计阶段进行了整车与能量管理策略的联合仿真与优化;而在实现阶段，进行了参数标定、及装车调试;仿真与试验数据接近，且优化后制动能量回收率有所提高，这表明本文设计很好的实现了整车能量管理目标，且优化策略取得了较好的效果。因此本文设计的能量管理策略可以为纯电动汽车整车控制提供参考依据，有很好的应用价值。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1．纯电动汽车概述

1．2．纯电动汽车的结构与性能

1．2．1．纯电动汽车结构

1．2．2．纯电动汽车性能评价指标

1．3．电动汽车能量管理研究内容与意义

1．4．电动汽车能量管理的研究现状

1．5．本文研究内容与主要工作

第二章 制动能量回收理论

2．1．制动能量回收原理

2．2．汽车制动分析

2．2．1．制动力学分析

2．2．2．制动能量回收分析

2．3．制动模式与约束条件分析

2．3．1．制动模式

2．3．2．约束条件

2．4．制动能量回收策略

2．5．本章小结

第三章 纯电动汽车能量管理设计

3．1．纯电动汽车总体设计

3．1．1．整车动力性目标

3．1．2．电池参数选型

3．1．3．电机参数选型

3．2．纯电动汽车能量管理设计

3．2．1．整车能量分析

3．2．2．能量管理问题

3．2．3．能量管理设计

3．3．本章小结

第四章 纯电动汽车能量管理联合仿真与优化

4．1．整车模型的建立

4．2．能量管理模型的建立

4．3．联合仿真结果

4．4．能量管理优化

4．2．1．优化策略

4．2．2．优化模型

4．2．3．优化结果对比

4．5．本章小结

第五章 纯电动汽车能量管理快速控制原型实现

5．1．ECU快速原型设计

5．1．1．ECU开发流程

5．1．2．快速原型开发平台

5．2．能量管理的实现

5．2．1．建模与编译

5．2．2．下载与标定

5．2．3．装车调试

5．3．转毂试验

5．4．本章小结

总结与展望

1．工作总结

2．研究展望

参考文献

致谢

附录 (攻读学位期间所发表的学术论文)