电动车辆制动能量的再生回收利用系统的设计开发

论文摘要

电动车辆制动能量再生回收利用技术是提高电动车辆蓄电池的电能使用效率,增加电动车辆单次充电的行驶里程的新技术,是目前国内外的研究热点。本文在现有技术基础上进行了小型电动车辆制动能量的再生回收利用系统的设计开发,主要做了以下工作：1.对电动车辆制动能量再生回收利用技术的研究现状及应用前景做了较系统的介绍。在分析车辆的传统制动系统的工作原理及其运动过程中能量的转移规律基础上,提出了利用发电机的电磁反作用力辅助刹车,同时再生电能的方案。2.在分析了电动车用直流无刷电机工作原理的基础上,提出了利用驱动电机逆过程工作于发电机状态再生制动能量,并采用超级电容器高速高效回收再利用的系统方案,同时给出了系统的硬件构成。3.设计实现了一种基于超级电容器和Atmega64单片机的制动能量的再生回收控制电路系统,分析了其中的关键电路模块,并对各关键电路模块进行了可行性测试。4.设计了控制电路系统的控制软件,该软件实现了电动车辆正常行驶控制和刹车制动能量再生回收利用的控制。5.通过现场试验表明,随着刹车制动频率的增加,所设计的能量再生回收利用系统的能显著提高电动车辆蓄电池的电能使用效率,增加电动车辆单次充电的行驶里程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 本课题研究的实用价值与理论意义
• 1.3 国内外在电动车辆制动能量再生回收利用领域的研究现状
• 1.4 本论文的主要工作和研究内容
• 第二章 电动车辆制动能量的再生回收原理
• 2.1 传统的制动系统的控制原理
• 2.2 电动车辆在不同运动状态的能量转移模型
• 2.3 基于发电机的电磁反作用力的电动车辆制动系统的工作原理
• 2.4 回收再生电能的不同方法比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于超级电容器的制动能量再生回收利用系统的工作原理与系统构成
• 3.1 超级电容器的性能分析及其应用
• 3.1.1 超级电容器的工作原理及其优点
• 3.1.2 超级电容器的串并联分析
• 3.1.3 超级电容器的应用方法简介
• 3.2 基于超级电容器的制动能量再生回收利用系统的工作原理
• 3.2.1 直流无刷电动机的结构及其工作原理
• 3.2.2 制动能量的再生过程
• 3.2.3 基于超级电容器的再生电能回收过程
• 3.2.4 制动能量再生回收利用系统的能量流向过程
• 3.3 基于超级电容器的制动能量再生回收利用系统的系统构成
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统的硬件电路设计与软件设计
• 4.1 系统的硬件电路设计
• 4.1.1 ATMEGA64单片机简介
• 4.1.2 硬件电路设计
• 4.2 系统的软件设计
• 4.2.1 主程序及中断服务子程序设计
• 4.2.2 驱动电机无极调速驱动程序设计
• 4.2.3 LCD显示程序设计
• 4.2.4 电压监测结果处理程序和过流检测程序设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统调试与现场试验
• 5.1 硬件电路调试
• 5.1.1 单片机控制系统主板电路调试
• 5.1.2 驱动电机无极调速驱动电路调试
• 5.1.3 驱动电机发电模式控制电路调试
• 5.1.4 三相电压两两整流电路和超级电容器电压均衡匹配电路调试
• 5.1.5 电压监测电路和过流检测电路调试
• 5.2 软件调试
• 5.2.1 驱动电机无极调速驱动程序调试
• 5.2.2 制动能量的回收利用控制程序调试
• 5.3 系统联调
• 5.4 系统的现场试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文及参与的工程项目