燃料电池电动汽车动力系统测控技术研究

论文摘要

受制于石油资源储量和环保压力,新能源汽车已成为一个必然的发展趋势。燃料电池以清洁环保、节能高效等显著优势被公认为下一代电动汽车最理想的驱动装置,因此开发燃料电池汽车,在当前国际形势下备受关注。本文开展燃料电池电动汽车测控技术研究,主要内容如下：首先介绍了燃料电池电动汽车动力系统的结构,分析了燃料电池、锂电池、DC/DC变换器等主要部件的特性,在此基础上进行了测控系统需求分析,制定了测控系统总体方案。基于测控系统总体方案,提出了采用模块化的设计思想,以Microsoft公司的Visual C++6.0作为前台开发工具,Access作为后台数据库的测控系统软件总体设计方案。根据测控软件的功能需求分析,设计了整个软件系统的框架结构,将系统划分成了通信模块、数据管理模块以及测试模块三个部分。采用了动、静态链接库技术来实现与测控系统硬件平台的通信,同时采用多线程技术来实现系统对通信实时性的要求。在对数据管理模块进行设计时,采用了DAO数据库访问技术来实现数据库的创建以及对实时接收数据的存储,采用了ADO数据库访问技术来实现对历史数据的查询,综合利用了多线程和线程同步化技术。采用面向对象的方法,基于对话框的结构,实现了友好的人机交互界面设计,并利用多重窗体的形式实现了不同功能的测试界面设计。实现了测控系统前向以及后向仿真的程序设计。后向仿真实现了测控系统道路工况的模拟,前向仿真采集踏板信号,实现测控系统的模拟驾驶。分析了整车以及各主要部件的模型,并对模型进行仿真给出部分实验结果。本文对燃料电池电动汽车测控技术进行研究,为电动汽车动力系统的控制、性能的测试以及工况的模拟提供了可靠的平台,对电动汽车动力系统的合理设计提供了较好的支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 测控系统总体方案设计
• 2.1 测控系统的整体设计
• 2.1.1 燃料电池系统及其控制器
• 2.1.2 锂电池组及其管理系统
• 2.1.3 DC/DC转换器
• 2.1.4 驱动电机及其控制器
• 2.1.5 交流电力测功机系统
• 2.2 测控系统的通信模块
• 2.3 测控系统的测试功能
• 2.4 本章小结
• 第3章 测控系统软件总体设计
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 设计目标
• 3.1.2 功能结构
• 3.1.3 开发平台和设计技术
• 3.2 通信模块设计
• 3.2.1 CAN总线的概述
• 3.2.2 模块的实现
• 3.3 数据管理模块设计
• 3.4 测试模块设计
• 3.4.1 燃料电池系统性能测试模块设计
• 3.4.2 锂电池系统性能测试模块设计
• 3.4.3 驱动电机性能测试模块设计
• 3.4.4 能量管理测试模块设计
• 3.5 本章小结
• 第4章 测控系统双向仿真设计
• 4.1 后向仿真设计
• 4.1.1 道路工况标准
• 4.1.2 道路工况模拟的实现
• 4.2 前向仿真设计
• 4.3 子模块的模型分析
• 4.3.1 整车模型
• 4.3.2 燃料电池模型
• 4.3.3 蓄电池模型
• 4.3.4 电机模型
• 4.4 控制策略分析
• 4.5 动力系统仿真及结果分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献