高效太阳能车能耗影响因素仿真研究

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1、高效太阳能车能耗影响因素仿真研究苏勰2015年1月中图分类号：UDC分类号：高效太阳能车能耗影响因素仿真研究作者姓名苏勰学院名称机车学院指导教师孙立清教授答辩委员会主席王孝教授申请学位工学硕士学科专业电力电子与电力传动学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月SimulationAnalysisofEfficientSolarCar’sEnergyConsumptionFactorsCandidateName：SuXieSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:Prof.SunL

2、iqingChair,ThesisCommittee：Prof.WangXiaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：PowerElectronicsandElectricalDrivesDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学

3、或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要太阳能车主要靠太阳能直接驱动车辆，由于太阳能量密度较低，如何利用太阳能达到最优驱动效果对车辆整体能量消耗有极高要求，影响车体能耗的影响因素也至关重要。本文以“光梭”号太阳能车为模型，针对上述问题，提出一种多因素约束下的建模仿真方法，根据太阳能车电气系统工作原理，分析了太阳能车内部能量流动模式，建立了以太阳能电池为动力源，永磁电机为动力转换装置的太阳能赛车的动力系统及整车模型，组成整车能量模

4、型进行计算，在Simulink仿真平台上对太阳能车进行了仿真研究，通过滑行实验、电机台架试验、拉力试验、巡航实验、振动实验等验证了仿真模型，利用模型对能量消耗因素进行了研究。在整车模型的基础上，分析了环境参数、系统参数、控制参数对太阳能车整车能耗的影响，并针对太阳能车重量轻便对能量敏感的特点，利用太阳能车整车模型仿真结果着重分析了各参数对振动能耗的影响。在仿真结果基础上，提出了振动能量回收方案，利用多模式振动能量收集器，即直线电机与压电材料相结合的方式，进行振动能量的回收与再利用，并对能量回收电路进行了优化，提高能量回收效率，为新一代太阳能车提供理论依据和优化方法。关

5、键词：太阳能车；能量；消耗；仿真；振动能量收集Ⅰ北京理工大学硕士学位论文AbstractSolarcarmainlydependsonsolarenergytodrivedirectly,duetothelowenergydensity,therequirementsforcollectingandtransformingsolarenergytodrivevehicledirectlyareextremelyhigh,andthefactorsaffectedonenergyconsumptionisvitalaswell.Inviewoftheabovequest

6、ions,asimulationmethodofmultifactorsconstraintswhichbasedon“Shuttle”SolarCarhasbeenbroughtout.Thismethodwhichbasedontheworkingprincipleofelectricsystemhassettledthepowersystemmodelofsolarcellaspowersource,permanentmagnetmotoraspowerconversiondeviceandvehiclemodel,experimentssuchascoast-

7、downtest,cruisetest,vibrationtestetc.weremadetoverifythesimulationmodel,andtostudytheinfluencingfactorsforfurtherobjective.Onthebaseofthesimulationmodel,theenvironmentalparameters、systemparametersandcontrollingparameterswereanalyzedtounderstandtheinfluencesonenergyconsumption.A