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分类号:U27,U46
107i0—20040474
壤爹太海
硕士学位论文
电动汽车制动能量回收试验台技术研究
赵会强
导师姓名职称
申请学位级别硕士马建教授车辆工程学科专业名称
论文提交日期2007年4月15日论文答辩日期2007年4月27日学位授予单位长安
大学
答辩委员会主席
学位论文评阅人申福林申福林朝承斌
K安人学硕士学位论文
摘要
续驶旱程短是制约电动汽车发展的一个关键因素,而制动能量回收技术在电动汽车上的应用可以降低其能耗,达到提高续驶里程的目的。制动能量回收试验台能够在新车开发出来之前为电动汽车制动能量回收系统的研究和开发提供完整的试验平台,因而研发电动汽车制动能量回收试验台具有重要意义。
本文以电动汽车制动能量回收试验台的研发为目的,通过对电动汽车用电机和电动汽车整车制动能量回收原理的分析,推导出电动汽车制动过程所受的行驶阻力与制动力的计算公式以及制动过程中理论上能够回收的制动能量;在满足试验台基本功能和要求的前提下,
结合实验室建设的具体情况,参照大客车底盘综合试验台,制定了电动汽车制动能量回收试验台的总体设计方案,并根据总体设计方案进行了试验台结构与控制系统的设计;结合电动汽车用电机及其控制器试验相关标准的要求,提出了制动能量回收的台架试验方法。关键词:电动汽车,试验台,制动能量回收,结构设计,控制系统
Abstract
Abstract
isfactorwhichrestrictthedevelopmentofelectricShortcruisedistanceakey
vehicles(EV),whiletheapplicationofbraking。energyrecoverytechniquecouldbedecreaseenergyconsumeofEV,attainthepurposethatincreasethecruisedistance.Braking—energyrecoverytestrigcouldbeoffer
recoverysystematestingrigforstudyinganddevelopmentofbraking—energyofEVbeforetheproduceofnewEV,therefore,studyanddevelopbraking—energyrecoverytestrigofEVhavevery
Thepurposeofthisimportantsignificance.subjectisstudyanddevelopbraking-energyrecoverytestrigofEV.Thispaperanalyzedtheprinciplesofbraking—energyrecoveryaboutmotorandwholevehicleofEV,gainedthecalculatingformulafor
processofEV,calculatedtherecoverable
basicfunction
consultedthedriving-・resistanceandbraking・-forceinbrakethepreconditionofsatisfybraking-energy.Withsubjectconsideredtestanddemandoftestmotorcoachrig,thistheconditionoflaboratory,anddesignofchassisintegration
onrig,madecollectivitybraking—energyrecoverytestrigofEV.Based
theconstructruethecollectivitydesign,thispaperdesignedandcontrolsystemoftestrig.ConsideringtherelativerequirementaboutChina’ScriterionofEV’Smotorandcontrollertest,thispaperintroducedtherigtestingmethodofbraking-energyrecovery.
Keywords:Electricvehicle;Test
Controlsystemrig;Braking-enegyrecovery;Constructruedesign:
Il
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论文作者签名:忽.令镌2DD7年4月27日
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论文作者签名:怎会荔鸳
导师签名:2叩7年4月名7日z口J7年∥月z7日
K安人学硕士学位论文
第1章绪论
随着环境污染和能源短缺等方面问题的日益严峻,电动汽车以其清洁无污染、能量效率高和能量来源多样化等优点Ⅲ成为汽车发展的新热点。但是续驶里程短严重地阻碍了电动汽车的商品化,因此,作为降低电动汽车能耗、提高其续驶里程手段之一的制动能量回收技术己成为电动汽车研究领域的热点。为避免电动汽车制动能量回收系统设计的盲目性,使
得在新车开发出来之前就能够对其制动能量回收系统的性能作出更好的设计与研究,电动汽车制动能量回收试验台的研发成为当务之急。
§1.1课题研究的背景
一百多年来,汽车作为人类生产活动的一种工具,给人类带来了便捷的出行、舒适的生活和巨大的财富。但就在其为世界创造可观经济价值的同时,也带来了诸如能源危机与环境恶化等一系列负面影响。据估算,目前全球保有汽车所消耗的石油约占到全球石油年产量的一半。伴随世界汽车保有量每年数以千万辆的增长速度,地球上现已探明的石油储量将在50年内消耗殆尽心1;与此同时,汽车燃烧油料所产生的大量有毒、有害气体也对大气环境造成了极大的破坏,其对人类健康的威胁已经成为全球性的灾难!掘此,发展电动汽车是交通运输业发展的必然趋势,也是汽车工业发展的总趋势。
电动汽车口3(ElectricVehicle,简称EV)是至少以一种动力源为车载电源,全部或部分由电机驱动,符合道路交通安全法规的汽车。它因车载动力系统不同可分为三类:以车载燃料电池为动力的燃料电池电动汽车;以车载蓄电池为动力的蓄电池电动汽车,办称之为纯电动汽车;以车载多能源为动力的混合动力电动汽车,其动力来自
两个或两个以上能源,如蓄电池,超级电容,飞轮电池,太阳能,内燃机,燃气轮机,斯特林发动机等。
电动汽车有着良好的环保效果、能量效率高和能量来源多样化等优点,所以发展电动汽车是今后汽车发展的方向这一观点在世界各国己经形成了认同。但另一方面,目fji『电动汽车初始成本高和续驶里程不理想又严重制约了电动汽车发展,尤其是续驶里程不理想,成为制约电动汽车发展的一大瓶颈。造成目前电动汽车续驶旱程短这一问题的原因主要是由于电动汽车用蓄电池的功率密度比较小,电动车能够携带的蓄电池能量有限。目前,一般电动汽车的续驶晕程为150km左右(见表1.1),和传统的内燃机汽车相比还相差太远。
第1章绪论
表1.1
国内外部分电动汽车的技术数据H_
电池类型铅酸铅酸铅酸铅酸铅酸铅酸镍氢镍氧
续驶里程(km)
165120901448080128220
研制单位远望集团清华人学天律汽研所美国通用美国通用美国福特克莱斯勒日本丰田
YW6120
EV6580
微型厢式车
EV二lS.10
RangerEPlCPlus
在电动汽车的开发应用过程中,需要解决的关键技术阳’71有:
电池技术:目前制约电动汽车发展的关键因素是动力蓄电池不理想,主要表现为蓄
电池的比能量、比功率不够大,造成续驶里程不够长:充电时间较长,使用不方便;使用寿命短,成本高。随着科学技术的发展,现在电动汽车的电池技术得到了飞速发展,己达到实用化要求。电动汽车用电池的发展大致经历了三个阶段。第一阶段采用铅酸蓄电池。第二阶段采用的蓄电池有镍镉蓄电池、镍氢蓄电池、钠硫蓄电池、钠氯化镍蓄电池、锂离子蓄电池、锂聚合物蓄电池、锌空气蓄电池和铝空气蓄电池等多种蓄电池。第二代蓄电池的比能量和比功率都比铅酸蓄电池高,大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程。第三阶段采用以燃料电池和飞轮电池为代表的蓄电池。燃料蓄电池是一种将燃料(氢气或碳氢化合物)和氧化剂(氧气或空气)的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。与普通蓄电池相比,不需要更换或充电,因而能像发动机一样连续地向微型电动车