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ISG型混合动力汽车制动能量回馈控制机理研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 17:06:33
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ISG型混合动力汽车制动能量回馈控制机理研究【摘要】:随着全球经济的快速发展,人们对地球的能源不断开采和使用,尤其是汽车行业,作为近现代的新兴产业,它的快速发展消耗了大量的能源同时

【摘要】:随着全球经济的快速发展,人们对地球的能源不断开采和使用,尤其是汽车行业,作为近现代的新兴产业,它的快速发展消耗了大量的能源同时也带来了大量的污染,因此,混合动力汽车作为清洁能源汽车应运而生。在混合动力汽车的技术领域中,再生制动技术能够实现制动能量的回收再利用,是它实现节能环保目标的重要技术之一。首先,提出了一种ISG混合动力汽车制动系统结构方案,详细分析了其工作过程,结合汽车制动性能评价指标,重点研究了影响制动能量回收的关键因素,如电机和电池的工作效率、控制策略的设计等。在此基础上,搭建了系统各部件的数学模型。其次,根据永磁同步电机在不同转速下的效率高低问题,设计了基于电机高效运行的滑模控制策略。通过分析永磁同步电机的特性,找出一条高效发电曲线,然后设计了固定边界层滑模控制器,使汽车在制动时电机工作在这条曲线附近,用来提高电机的发电效率。再次,针对电机向电池充电过程中的的联合工作效率问题,设计了一种模糊滑模控制策略。结合电池荷电状态、电机转速等因素对电池充电效率的影响,找出一条两者联合工作的高效运行曲线,在此基础上,设计了滑模控制器,来控制电机工作在该曲线附近,以提高制动能量回收的效率;同时,为了减弱滑模变结构系统的抖振现象,设计了模糊控制器,并进行了控制策略的仿真分析。仿真结果表明:FSMC策略下的电池SOC最终值要比SMC策略高0.03,比Advisor策略高0.08;在制动能量回收率方面,FSMC策略要比SMC策略高7.07%,比Advisor策略高16.13%。由此可以看出FSMC策略在回收制动能量方面有更显著效果。 【关键词】:混合动力汽车 再生制动 永磁同步电机 滑模控制
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U469.7
【目录】:
  • 摘要3-4
  • ABSTRACT4-8
  • 第1章 绪论8-18
  • 1.1 研究背景及意义8-10
  • 1.2 HEV发展现状10-12
  • 1.2.1 HEV分类10-12
  • 1.2.2 ISG型混合动力汽车技术优势12
  • 1.3 再生制动技术领域发展现状12-15
  • 1.4 论文主要研究内容15-18
  • 第2章 混合动力汽车制动特性分析18-28
  • 2.1 混合动力汽车制动系统结构18-20
  • 2.2 混合动力汽车制动过程分析20-21
  • 2.3 混合动力汽车制动性能评价指标21-24
  • 2.3.1 制动效能21-22
  • 2.3.2 制动效能的恒定性22
  • 2.3.3 制动时方向的稳定性22-24
  • 2.4 再生制动的影响因素24-26
  • 2.5 本章小结26-28
  • 第3章 混合动力汽车制动系统建模28-48
  • 3.1 混合动力汽车动力学模型28-35
  • 3.1.1 汽车行驶阻力模型28-30
  • 3.1.2 汽车制动力模型30-32
  • 3.1.3 前后轮制动力分配模型32-35
  • 3.2 车轮模型35-37
  • 3.3 主减速器模型37-38
  • 3.4 变速器模型38
  • 3.5 永磁同步电机模型38-44
  • 3.5.1 PMSM在三相定子坐标系(ABC)下的模型39
  • 3.5.2 PMSM在 α-β 坐标系下的数学模型39-40
  • 3.5.3 PMSM在d-q坐标系下的数学模型40-42
  • 3.5.4 PMSM稳态效率模型42-44
  • 3.6 电池组模型44-47
  • 3.7 本章小结47-48
  • 第4章 基于PMSM滑模控制的再生制动控制策略设计48-64
  • 4.1 PMSM的结构和特点48-49
  • 4.2 PMSM高效运行曲线的获取49-50
  • 4.3 滑模控制理论50-52
  • 4.4 基于设定曲线的HEV滑模控制策略52-55
  • 4.4.1 状态空间方程53-54
  • 4.4.2 滑模控制器设计54-55
  • 4.5 仿真对比分析55-62
  • 4.5.1 仿真参数设定及工况选择55-57
  • 4.5.2 仿真分析57-62
  • 4.6 本章小结62-64
  • 第5章 基于电机电池高效运行的再生制动控制策略设计64-74
  • 5.1 电机电池高效运行曲线的获取64-66
  • 5.2 基于电机电池高效运行的模糊滑模控制策略66-69
  • 5.2.1 滑模控制器设计67-68
  • 5.2.2 模糊控制器设计68-69
  • 5.3 仿真分析69-73
  • 5.4 本章小结73-74
  • 第6章 结论74-76
  • 6.1 全文总结74-75
  • 6.2 研究与展望75-76
  • 参考文献76-80
  • 致谢80-81
  • 攻读学位期间的研究成果81


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