摘要:纯电动汽车具有高效、低噪声、零排放等显著优点，在环保和节能方面具有不可比拟的优势，其应用和普及已成为汽车工业可持续发展的必然趋势。在此背景下，对电动车辆能量回收装置的设计变得很有前景，本设计提出通过蓄电池和超级电容器并联作为储能设备，通过直流电机发电工作方式实现机械能到电能的转化，通过向控制器输入工作方式和电机转速来输出合适占空比的PWM波的整体设计方案。方案主要包括以下几个主要部分：

1、控制器部分：通过分析车辆平路、减速、下坡这3种主要工作方式，确定电机电动、电动与回馈相结合和回馈的工作方式，然后针对电机不同的运行情况设置控制器的处理模式，并且借助SIMULINK仿真验证。

2、能量转换部分：通过对车辆下坡、减速这两种运行方式下的电机进行分析，确定这两种方式下能量回收原理。确定通过电流可逆斩波电路来控制电能在蓄电池和电机两者之间的流向。

3、电能储存部分：为解决蓄电池充电慢、充电电压要求高的问题，本设计通过对不同储能方案的分析对比确定使用加装DC-DC变换器的超级电容器与蓄电池并联构成的双能量源储能设备。 

最后，本论文给出设计系统的整体结构框图，阐述系统整体结构设计思想，再通过SIMULINK仿真对上述3个部分的组合体进行验证，仿真结果表明本设计系统工作正常，可实现电动车辆在减速和下坡运行方式时的能量回收。

   

关键词 直流电机；能量回收；电流可逆斩波电路；SIMULINK仿真

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题设计的背景及意义-1

1.2 电动车辆能量回收技术研究现状-1

1.2.1 飞轮储能技术-1

1.2.2 液压储能技术-1

1.2.3 蓄电池储能技术-2

1.3 本文主要工作和设计内容-3

2控制器仿真设计-4

2.1电能流向分析-4

2.1.1 平路运行时-4

2.1.2 减速运行时-4

2.1.3 下坡路运行时-5

2.1.4 特殊情况-5

2.2 控制器控制逻辑-6

2.3 控制器的输出与输入-7

2.3.1 控制器输出-7

2.3.2 控制器输入-9

2.4 控制器仿真模型-10

3能量转换部分仿真设计-12

3.1 能量转换部分结构框图-12

3.2 直流电机回收电能的两种情况-12

3.2.1 车辆下坡时能量回收分析-12

3.2.2 车辆减速时能量回收分析-13

3.3电能转换电路-14

3.3.1升压斩波电路-14

3.3.2降压斩波电路-15

3.3.3电流可逆斩波电路-16

3.4 能量转换部分仿真模型-16

4电能存储部分分析-18

4.1 电能储存结构框图-18

4.2 蓄电池-超级电容双能量源理论-18

4.3 电压均衡技术-19

4.3.1稳压管法-19

4.3.2开关电阻法-19

4.3.3DC-DC变换器法-20

5 系统仿真与结果分析-22

5.1 系统整体框图-22

5.2 系统仿真与结果分析-22

5.2.1 DC-DC变换器仿真分析-22

5.2.2系统整体仿真分析-24

结论-32

致谢-33

参考文献-34