纯电动汽车再生制动系统的优化设计

安徽工程大学机电学院毕业设计

摘 要

电动汽车的再生制动，就是利用电机的电气制动产生反向力矩使车辆减速或停车。对于感应电机来说，电气制动有反接制动、直流制动和再生制动等。其中，能实现将刹车过程中能量回收的只有再生制动，其本质是电机转子的转动频率超过电机的电源频率，电机工作于发电状态，将机械能转化为电能通过逆变器的反向续流二极管给储能装置充电。

本文简要介绍再生制动系统的种类及其发展过程，分析了国内外再生制动系统的研究动态及发展趋势，掌握其原理，设计出一台再生制动系统试验台。试验台主要通过一个无级变速装置实现传动比的改变，配合其他装置，实现能量回收。其中，对核心装置，使用CAD画出其原理图，并使用CATIA等三维软件进行建模。本文最后对自己所做工作进行总结，探讨了设计方案中可能存在的问题，并对下一步的工作进行了展望。

关键词：再生制动系统、试验台、无级变速器、模型

- I -

周勐：混联式电动汽车再生制动系统实验台设计

Abstract

Electric vehicle regenerat

第４５卷第２期

２０１５年３月

吉林大学学报（工学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）

Ｖ０１．４５Ｎｏ．２

Ｍａｒ．２０１５

电动轮汽车再生制动系统控制策略

宋世欣，王庆年，王

达

（吉林大学汽车工程学院，长春１３００２２）

摘要：运用汽车制动稳定性理论对电动轮汽车的机电复合制动系统进行了分析，参考已有的

再生制动控制策略，提出了适用于电动轮汽车的再生制动系统控制策略。使用ＮＥＤＣ工况，分别对电动轮汽车和普通电动汽车进行仿真分析，结果表明：所提出的再生制动系统控制策略适用于电动轮汽车，并且能使电动轮汽车在制动稳定性、能量回收能力上明显优于普通电动汽

车。

关键词：车辆工程；电动轮汽车；再生制动；刺动力分配；控制策略中图分类号：Ｕ４６７．７

文献标志码：Ａ

文章编号：１６７１—５４９７（２０１５）０２—０３４１一０６

ＤＯＩ：１０．１３２２９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｄｘｂｇｘｂ２０１５０２００１

Ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｉｎ—ｗｈｅｅｌｍｏｔｏｒｖｅｈｉｃｌｅ

Ｓｈｉ—ｘｉｎ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ—ｎｉａｎ，ＷＡＮＧ

ＳＯＮＧＤａ

（Ｃｏｌｌｅ

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

纯电动汽车冷却系统方案研究

【摘要】本文分析了纯电动汽车各热源部件的散热要求及工作特点，介绍了几种目前纯电动汽车上采用的冷却系统设计方案，并提出了冷却系统的设计目标评价标准和设计准则。

【关键词】纯电动汽车;冷却系统;动力电池;驱动电机;电机控制器

1.概述

纯电动汽车冷却系统主要是对动力电池、驱动电机、电机控制器、DC/DC以及车载充电器等多个电器单元进行冷却。其在轻量化、低能耗、高效率、低成本等方面上的要求与传统车辆的冷却系统一致，不同的是纯电动汽车冷却系统针对的是电器部件，受温度影响更加明显，所以对温度的控制要求更加精确。同时，由于纯电动汽车的动力系统和供电系统的电子部件耐受温度低，整车降噪小，使得纯电动汽车对冷却系统的散热性能和噪声的要求较传动车辆更为严格。因此，开发高效可靠的冷却系统，势必成为纯电动汽车动力系统进一步提高效率，改善续驶里程的关键技术之一。

2.冷却系统设计目标

目前纯电动汽车的冷却系统主要分为两部分：一是对动力系统的驱动电机、车辆控制器和DC/DC等部件的冷却，二是对供电系统的动力电池（锂电）和车载充电器的冷却。

动力电池的冷却性能的好坏，直接影响电池的效率，同时也会影响到电池寿命和使用安全。动力电池冷却必须满

纯电动汽车动力电池包结构静力分析及优化设计

摘要： 动力电池包作为纯电动汽车的唯一动力源，承受着电池组等模块的质量，因此其强度、刚度必须满足使用要求才可以保证行驶的安全性。在建立其有限元模型的基础上，分析了电池包结构在弯曲工况、紧急制动工况、高速转弯工况、垂直极限工况以及扭转工况下的强度、刚度。分析结果显示，在垂直极限工况下，电池包底板的受力情况最为恶劣，因此对原有模型做出了改进，改变底板加强筋的布置形式。经过相同工况的模拟，发现在力学性能提升的基础上，整体质量得以减轻，实现了轻量化的目标。

关键词： 动力电池包 有限元法 静力分析 优化设计

Abstract： As the only power source of pure electrical vehicle，the power battery pack bears the

weight of several models such as the battery model. To ensure the safety,the pack’s strength and stiffness must meet the fundamental requirements. This

纯电动汽车电池管理系统概述与发展趋势

摘要：随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源的开发利

用越来越被各国政府所重视。在新能源体系中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分。近年来，以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场越来越多的关注。我国对电动车的发展极为重视，早在1992年就把电动车的开发发展列入国家的“八五”重点科技攻关项目，对电池管理系统以及充电机系统进行了长期深入的研究开发，在BMS方面取得很大的突破，与国外水平也较为接近，研制产品在纯电动和混合动力电动车上得到大量使用。但电池管理技术还并不成熟，电动汽车的发展及产业化，对动力蓄电池管理系统将具有巨大的市场需求，同时技术上也将提出更高的要求。

关键词：bms 纯电动汽车 动力电池 锂电池 can通讯 单片机

Abstract: with the oil price, the energy shortage, the increasingly serious urban

environment pollution, an alternative to oil development of new energy use mo

本科毕业设计

（2015届）

纯电动汽车驱动控制系统的

题 目 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期

仿真模型开发 信息工程学院 电气工程及其自动化

11093113 11931322 章炳杨 赵晓丹 2015年6月

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文

诚 信 承 诺

我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《浮法玻璃熔窑系统数据分析与模型辨识》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：

年 月 日

II

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文

摘要

当前，各国政府大力推进纯电动汽车的研究与开发。随着纯电动汽车的大力发展，如何对高性能纯电动汽车快速高效的开发成为了新的课题。高性能纯电动汽车的研发，关键在于蓄电池技术、电机及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术等多项电动汽车关键技术的发展。电机是电气驱动系统的核心, 电机的性能、效率及其控制技术直接影响电动汽车的性能。

因此，本论文以纯电动汽

《纯电动汽车能源系统检修》课程标准

基本信息：

课程名称：纯电动汽车能源系统检修

课程性质：职业技术课

学分：4

计划学时：64

适应对象：新能源汽车技术

建设团队：该课程团队含一线教师5人，其中高级职称2人；聘请1名具有资深工作经历的企业技师作为兼职教师参与指导实践教学。

第一部分课程概述

本课程是新能源汽车技术专业的专业核心课程。主要知识点是全面系统地介绍新能源汽车新技术。针对本专业的特点，系统阐述了新能源汽车的类型，发展新能源汽车的必要性和新能源汽车发展现状。重点介绍电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法等。对天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车、氢燃料汽车和太阳能汽车的特点、发展现状及趋势也进行了介绍。本课程授予学生新能源汽车构造原理等规律性的知识，使学生具有举一反三的分析能力，对结构原理不断更新的适应能力，为学习后续课程和参加专业实践奠定基础，对于适应地方经济建设的应用性人才培养目标具有十分重要的意义。

第二部分课程目标

总目标：电动汽车用动力电池、电动汽车用电动机、纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构、原理及设计方法。

具体目标：

第一章新

电动汽车电子控制系统设计

摘要 首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。

其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。

再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink仿真模型。

最后，基于 PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。

关键词 电动汽车, 参数优化, 系统仿真, 自动控制, 可编程控制器

1 绪论

纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。

续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～3