電磁耦合傳動的飛輪式制動能量回收裝置性能仿真研究
發(fā)布時間:2021-07-16 11:39
在節(jié)能和環(huán)保的壓力下,提高能量利用率成為引人關(guān)注的研究問題之一。制動能量回收技術(shù)作為電動汽車節(jié)能環(huán)保的一種方式,可提高能量利用率,延長整車續(xù)駛里程。因此,采用合理的方法提高電動汽車制動能量回收效率,是值得深入探討的課題。本文提出電磁耦合傳動的飛輪式制動能量回收裝置,由儲能飛輪、電磁耦合傳動機構(gòu)及電氣控制裝置組成,在詳細闡述儲能飛輪結(jié)構(gòu)設(shè)計方法及飛輪材料的選擇要求后,設(shè)計多級飛輪儲能裝置,并設(shè)計其底盤布置方案。通過闡述電磁轉(zhuǎn)差離合器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理,分析電氣控制裝置輸出的勵磁電流對電磁轉(zhuǎn)差離合器機械特性的影響,得出該系統(tǒng)實質(zhì)為晶閘管相控整流器構(gòu)成的直流調(diào)速系統(tǒng)(V-M系統(tǒng))。采用雙閉環(huán)調(diào)速方法對電磁轉(zhuǎn)差離合器的輸出轉(zhuǎn)速控制,分析了雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)速過程及其靜特性,其電流環(huán)控制器及轉(zhuǎn)速環(huán)控制器均采用比例積分控制器,電力電子變換器設(shè)計成為一階的慣性環(huán),建立雙閉環(huán)控制模型并進行仿真。在分析電磁耦合傳動的飛輪式制動能量回收裝置作用下的汽車制動狀態(tài)的基礎(chǔ)上,設(shè)計電磁耦合傳動的飛輪儲能模型、液壓制動模型及采用自尋優(yōu)控制方法的防抱死控制模型,并采用固定比例設(shè)計前后輪制動力控制、飛輪式制動能量回收...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1我國近五年新能源汽車銷量?
先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車[1]。我國新能源汽車行業(yè)己經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),能夠??獨立完成原材料供應(yīng),驅(qū)動電機、動力電池等關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn),充電樁等配套設(shè)備??建設(shè)以及整車設(shè)計制造[2]。我國近五年新能源汽車銷量,如圖1-1所示。據(jù)統(tǒng)計,2017??年,全國新能源汽車新注冊登記65萬輛,保有量己達153萬輛。但是,新能源汽車的??制造成本仍然較高,新能源汽車成本結(jié)構(gòu)如圖1-2所示,主要集中在電池、電機、電控??“三大電”系統(tǒng),動力系統(tǒng)約占新能源汽車成本的50°/〇[3]。??rnm?^??d^〇-?SSIP??2013?2014?2015?2016?2017??_?_??圖1-1我國近五年新能源汽車銷量?圖1-2新能源汽車成本結(jié)構(gòu)圖??根據(jù)國務(wù)院出臺《關(guān)于印發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012?—?2020年)的??通知》,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展將以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主??要戰(zhàn)略發(fā)展方向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化[4]。《中國制??造2025》中更是明確指出,我國將繼續(xù)支持新能源汽車發(fā)展,以電動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能??化為目標,著力提升高效環(huán)保內(nèi)燃機、輕量化材料、先進變速器、動力電池、驅(qū)動電??機、智能控制系統(tǒng)等核心技術(shù)的制造生產(chǎn)能力W。??制動能量回收是新能源汽車的一項重要功能
?程為目標,是汽車節(jié)能環(huán)保的主要手段16]。ECE和UDDC工況下的制動能量損耗占總能??量消耗的比例,如圖1-3所示,經(jīng)研究,汽車在城市行駛過程中,制動能量占到汽車總??能耗的30%?50%,即在制動過程中能量以摩擦散熱形式損耗[6]。如果能將這部分能量回??收,并將其合理有效地利用在車輛起步或加速時,將顯著提高汽車的燃油經(jīng)濟性,在減??少制動噪聲的同時,增加汽車制動零件使用壽命。采用再生制動能量回收,經(jīng)計算可提??高車輛續(xù)駛里程33%[8]。汽車制動能量回收技術(shù)己有開發(fā)應(yīng)用,但還需從再生制動原??理、能量轉(zhuǎn)換與存儲、控制策略等關(guān)鍵技術(shù)方面進一步改進,以提高電動汽車的能源利??用效率,并對促進電動汽車的普及應(yīng)用有十分重要的作用[9]。??>2.41%?1_rJ_rTirmil丨丨??473V;。?Ho??a)ECE工況?b)UDDC工況??圖1-3?ECE工況及UDDC工況制動能量損耗占總能量消耗的比例??本文基于飛輪儲能技術(shù),提出一種電磁耦合的低成本飛輪式制動能量回收裝置。在??此基礎(chǔ)上
【參考文獻】:
期刊論文
[1]某車型制動力分配系數(shù)的設(shè)計與計算[J]. 茍麗媛. 汽車實用技術(shù). 2018(15)
[2]中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 馬建,劉曉東,陳軼嵩,汪貴平,趙軒,賀伊琳,許世維,張凱,張一西. 中國公路學(xué)報. 2018(08)
[3]基于非線性優(yōu)化的電動汽車再生制動控制策略[J]. 汪求峰,許勇. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]純電動轎車制動能量回收試驗研究[J]. 趙國宇,張軼,郭斌,楊興旺. 汽車實用技術(shù). 2017(18)
[5]儲能復(fù)合材料飛輪力學(xué)研究進展[J]. 王超,戴興建,汪勇,李璽,鐘國彬. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[6]淺談新能源汽車的制動能量回收技術(shù)[J]. 姜峰. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2016(36)
[7]車載飛輪儲能系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 湯延祺,朱熀秋. 電機與控制應(yīng)用. 2016(05)
[8]飛輪式汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究[J]. 黃菊花,王傅忠,楊軍平. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2016(05)
[9]節(jié)能汽車制動能量回收與再利用[J]. 李欣,王佳. 機械設(shè)計與制造. 2016(04)
[10]中國電動汽車百人會中國電動汽車百人會:推動中國電動汽車行業(yè)發(fā)展[J]. 田恬. 科技導(dǎo)報. 2016(06)
博士論文
[1]電動輪汽車制動集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究[D]. 王吉.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]純電動汽車再生制動控制策略研究[D]. 郭海軍.長安大學(xué) 2017
[2]飛輪式汽車制動能量回收及緩速系統(tǒng)的研究[D]. 王傅忠.南昌大學(xué) 2015
[3]機械飛輪動能回收系統(tǒng)設(shè)計[D]. 羅祥程.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[4]基于制動意圖識別的制動能量回收控制算法研究[D]. 馬其貞.吉林大學(xué) 2013
[5]并聯(lián)插電式混合動力汽車再生制動系統(tǒng)研究[D]. 李鵬.湖南大學(xué) 2012
[6]電磁調(diào)速電機控制模塊的設(shè)計[D]. 張曉哲.天津大學(xué) 2012
本文編號:3286939
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1我國近五年新能源汽車銷量?
先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車[1]。我國新能源汽車行業(yè)己經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),能夠??獨立完成原材料供應(yīng),驅(qū)動電機、動力電池等關(guān)鍵零部件研發(fā)生產(chǎn),充電樁等配套設(shè)備??建設(shè)以及整車設(shè)計制造[2]。我國近五年新能源汽車銷量,如圖1-1所示。據(jù)統(tǒng)計,2017??年,全國新能源汽車新注冊登記65萬輛,保有量己達153萬輛。但是,新能源汽車的??制造成本仍然較高,新能源汽車成本結(jié)構(gòu)如圖1-2所示,主要集中在電池、電機、電控??“三大電”系統(tǒng),動力系統(tǒng)約占新能源汽車成本的50°/〇[3]。??rnm?^??d^〇-?SSIP??2013?2014?2015?2016?2017??_?_??圖1-1我國近五年新能源汽車銷量?圖1-2新能源汽車成本結(jié)構(gòu)圖??根據(jù)國務(wù)院出臺《關(guān)于印發(fā)節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012?—?2020年)的??通知》,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展將以純電驅(qū)動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主??要戰(zhàn)略發(fā)展方向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產(chǎn)業(yè)化[4]。《中國制??造2025》中更是明確指出,我國將繼續(xù)支持新能源汽車發(fā)展,以電動化、網(wǎng)絡(luò)化、智能??化為目標,著力提升高效環(huán)保內(nèi)燃機、輕量化材料、先進變速器、動力電池、驅(qū)動電??機、智能控制系統(tǒng)等核心技術(shù)的制造生產(chǎn)能力W。??制動能量回收是新能源汽車的一項重要功能
?程為目標,是汽車節(jié)能環(huán)保的主要手段16]。ECE和UDDC工況下的制動能量損耗占總能??量消耗的比例,如圖1-3所示,經(jīng)研究,汽車在城市行駛過程中,制動能量占到汽車總??能耗的30%?50%,即在制動過程中能量以摩擦散熱形式損耗[6]。如果能將這部分能量回??收,并將其合理有效地利用在車輛起步或加速時,將顯著提高汽車的燃油經(jīng)濟性,在減??少制動噪聲的同時,增加汽車制動零件使用壽命。采用再生制動能量回收,經(jīng)計算可提??高車輛續(xù)駛里程33%[8]。汽車制動能量回收技術(shù)己有開發(fā)應(yīng)用,但還需從再生制動原??理、能量轉(zhuǎn)換與存儲、控制策略等關(guān)鍵技術(shù)方面進一步改進,以提高電動汽車的能源利??用效率,并對促進電動汽車的普及應(yīng)用有十分重要的作用[9]。??>2.41%?1_rJ_rTirmil丨丨??473V;。?Ho??a)ECE工況?b)UDDC工況??圖1-3?ECE工況及UDDC工況制動能量損耗占總能量消耗的比例??本文基于飛輪儲能技術(shù),提出一種電磁耦合的低成本飛輪式制動能量回收裝置。在??此基礎(chǔ)上
【參考文獻】:
期刊論文
[1]某車型制動力分配系數(shù)的設(shè)計與計算[J]. 茍麗媛. 汽車實用技術(shù). 2018(15)
[2]中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 馬建,劉曉東,陳軼嵩,汪貴平,趙軒,賀伊琳,許世維,張凱,張一西. 中國公路學(xué)報. 2018(08)
[3]基于非線性優(yōu)化的電動汽車再生制動控制策略[J]. 汪求峰,許勇. 桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]純電動轎車制動能量回收試驗研究[J]. 趙國宇,張軼,郭斌,楊興旺. 汽車實用技術(shù). 2017(18)
[5]儲能復(fù)合材料飛輪力學(xué)研究進展[J]. 王超,戴興建,汪勇,李璽,鐘國彬. 儲能科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[6]淺談新能源汽車的制動能量回收技術(shù)[J]. 姜峰. 中國高新技術(shù)企業(yè). 2016(36)
[7]車載飛輪儲能系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 湯延祺,朱熀秋. 電機與控制應(yīng)用. 2016(05)
[8]飛輪式汽車制動能量回收系統(tǒng)的研究[J]. 黃菊花,王傅忠,楊軍平. 系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2016(05)
[9]節(jié)能汽車制動能量回收與再利用[J]. 李欣,王佳. 機械設(shè)計與制造. 2016(04)
[10]中國電動汽車百人會中國電動汽車百人會:推動中國電動汽車行業(yè)發(fā)展[J]. 田恬. 科技導(dǎo)報. 2016(06)
博士論文
[1]電動輪汽車制動集成控制策略與復(fù)合ABS控制研究[D]. 王吉.吉林大學(xué) 2011
碩士論文
[1]純電動汽車再生制動控制策略研究[D]. 郭海軍.長安大學(xué) 2017
[2]飛輪式汽車制動能量回收及緩速系統(tǒng)的研究[D]. 王傅忠.南昌大學(xué) 2015
[3]機械飛輪動能回收系統(tǒng)設(shè)計[D]. 羅祥程.哈爾濱工程大學(xué) 2015
[4]基于制動意圖識別的制動能量回收控制算法研究[D]. 馬其貞.吉林大學(xué) 2013
[5]并聯(lián)插電式混合動力汽車再生制動系統(tǒng)研究[D]. 李鵬.湖南大學(xué) 2012
[6]電磁調(diào)速電機控制模塊的設(shè)計[D]. 張曉哲.天津大學(xué) 2012
本文編號:3286939
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