电动轮自卸车能量回馈系统的设计与储能容量配置

《电动轮自卸车能量回馈系统的设计与储能容量配置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代号10532学号S150900719分类号TM46密级公开硕士学位论文电动轮自卸车能量回馈系统的设计与储能容量配置学位申请人姓名袁磊培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称姜燕副教授学科专业电气工程研究方向电力电子与电力传动论文提交日期2018年4月16日学校代号：10532学号：S150900719密级：公开湖南大学硕士学位论文电动轮自卸车能量回馈系统的设计与储能容量配置学位申请人姓名：袁磊导师姓名及职称：姜燕副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年4月16日论文答辩日期：20

2、18年5月20日答辩委员会主席：王辉教授EnergystoragecapacityoptimizationofenergyfeedbacksystemofElectricalWheelsDumpTruckbyYUANLeiB.E.(XiangnanUniversity)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateS

3、choolofHunanUniversitySupervisorProfessorJIANGYanApril,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保

4、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。√（请在以上相应方框内打“”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I电动轮自卸车能量回馈系统的设计与储能容量的配置摘要矿用电动轮自卸车是一种广泛用于运输稀土矿石的特殊工程车辆。其运输距离短，且道路环境恶劣，启动制动频繁。传统的电动轮自卸车采

5、用机械制动，制动能量以热能的形式被消耗。这造成了制动能量的不必要浪费，从而增加了自卸车油耗和温室气体的排放。因此对于回收电动轮自卸车制动能量的研究，具有十分重要的意义。车载式能量回馈系统目前被广泛应用于乘用车中，起到了很好的节能减排效果。因此本文借鉴该技术应用于电动轮自卸车上，设计了基于超级电容储能的能量回馈系统，用于回收自卸车的制动能量，同时提供辅助动力。车载式能量回馈系统的应用，将使得自卸车整车驱动储系统的能量流动变得更为复杂。同时考虑到储能装置超级电容价格昂贵，且大型矿用电动轮自卸车需配置容量较大。因此在满足电动轮

6、自卸车运行需求约束下，对系统控制方法的优化以及储能装置容量的合理配置十分有必要。首先，根据电动轮自卸车的运行特点以及超级电容的充放电特性，设计了能量回馈系统中双向DC/DC变换器的主电路结构；并分析了电动轮自卸车在不同工作模式下，DC/DC变换器的工作原理以及系统中电路参数的变化情况，该研究为能量回馈系统的控制奠定了基础。其次，分析了自卸车的工作原理以及各动力源的能量传输关系，建立了其驱动储能系统的数学模型。在此基础上，综合考虑了经济性、能量回收效果以及系统尺寸和重量，构造了以超级电容组的最高工作电压、并联组数为变量的多

7、目标函数。并以超级电容充放电特性和自卸车启制动整个过程的动力性能指标作为约束条件。在约束条件下，提出了一种改进的遗传算法，对多目标函数进行运算得出全局最优参数，对比了优化前后系统的各项性能指标。结果表明本文所提出的方法优化了系统重量和尺寸，也提高了能量回馈系统的性价比。最后，以能量回馈系统工作在充电模式为例，建立了双向交错式并联DC/DC在Buck状态下的等效模型。同时将DC/DC变换器的各电路参数在一个开关周期内进行了线性化处理，建立了电路小信号模型，进而推导出其传递函数，并且通过PI控制器校正系统动态性能，设计了双闭

8、环控制器。为验证本文中提出方法的可行性和有效性，建立了MATLAB/Simulink仿真模型，仿真结果表明能量回馈系统提高了电动轮自卸车的制动性能和驱动性能，并且能有效的回收制动能量，提高自卸车运行的经济性。关键词：电动轮自卸车；能量回馈；遗传算法；储能容量优化配置；控制器设计II硕士学位论文AbstractElec