基于帕累托優(yōu)化的電動汽車變流器設(shè)計(jì)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-23 19:28
汽車作為當(dāng)今世界的主要交通工具,為人們?nèi)粘3鲂谢顒犹峁┝耸孢m與便捷的服務(wù),但同時(shí)也伴隨著日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候變化問題,而電動汽車是解決或緩解這些問題的有效途徑之一,因此世界各國的電動汽車保有量近年來持續(xù)增長。變流器是電動汽車能量傳輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備,是電動汽車三大核心部件之一,對電動汽車能效、安全運(yùn)行甚至市場競爭起著至關(guān)重要的作用。目前的電動汽車變流器研究涉及高效率、高功率密度,低成本,高可靠性和長壽命等多方面,而追求單一性能指標(biāo)的最優(yōu)不符合電力電子技術(shù)的未來發(fā)展趨勢;因此,研究變流器性能指標(biāo)間的綜合最優(yōu)顯得格外重要。本文從損耗、成本和可靠性三方面對電動汽車變流器多目標(biāo)優(yōu)化進(jìn)行了分析和研究。首先,簡要介紹了多目標(biāo)優(yōu)化問題的一些基本概念,定義了電動汽車變流器的三個(gè)性能評價(jià)指標(biāo):能量損耗率(ELPK)、首次故障里程(MTFF)和單位成本(CPW)。在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了行駛工況下基于帕累托(Pareto)優(yōu)化的電動汽車變流器優(yōu)化過程。然后,在MATLAB/Simulink中建立了電動汽車整車模型和電機(jī)仿真模型,并分析了電機(jī)控制策略,為提取UDDS(Urban Dynamometer Driv...
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景研究及意義
1.2 電力電子系統(tǒng)多目標(biāo)研究現(xiàn)狀
1.3 電動汽車變流器可靠性
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 行駛工況下電動汽車變流器的多目標(biāo)優(yōu)化方法
2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題概述
2.2 行駛工況下電動汽車變流器性能指標(biāo)定義
2.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法
2.4 基于帕累托(Pareto)最優(yōu)的變流器優(yōu)化流程
2.4.1 變流器的目標(biāo)函數(shù)及約束條件
2.4.2 目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化流程
2.4.3 Pareto支配過程
2.5 多屬性決策方法
2.6 本章小結(jié)
第3章 電動汽車整車模型及電機(jī)驅(qū)動控制策略
3.1 電動汽車受力情況分析
3.1.1 電機(jī)驅(qū)動力
3.1.2 汽車阻力分析
3.2 驅(qū)動電機(jī)數(shù)學(xué)模型
3.3 電機(jī)驅(qū)動控制策略
3.4 本章小結(jié)
第4章 電動汽車變流器各元件的損耗、壽命和成本模型
4.1 功率器件模型
4.1.1 功率器件損耗模型
4.1.2 功率器件熱模型
4.1.3 功率器件壽命模型
4.1.4 功率器件成本模型
4.2 散熱系統(tǒng)模型
4.2.1 散熱系統(tǒng)熱模型
4.2.2 散熱器成本模型
4.3 DC-link電容模型
4.3.1 電容器電熱模型
4.3.2 電容器壽命模型
4.3.3 電容成本模型
4.4 本章小結(jié)
第5章 電動汽車變流器優(yōu)化結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析
5.1 變流器優(yōu)化結(jié)果及分析
5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.2 變流器損耗分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
1.結(jié)論
2.后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動汽車動力電池發(fā)展淺析[J]. 董保建,史琳. 汽車與駕駛維修(維修版). 2018(03)
[2]基于NSGA-Ⅱ算法Vienna整流器多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 常偉,王久和,陳啟麗. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(S1)
[3]車用大功率電力電子器件研究進(jìn)展[J]. 溫旭輝,寧圃奇,孟金磊,張瑾,劉鈞,孔亮. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
[4]國內(nèi)外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 劉卓然,陳健,林凱,趙英杰,許海平. 電力建設(shè). 2015(07)
[5]交流電機(jī)控制策略的發(fā)展綜述[J]. 程啟明,程尹曼,王映斐,汪明媚. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2011(09)
[6]進(jìn)化多目標(biāo)優(yōu)化算法研究[J]. 公茂果,焦李成,楊咚咚,馬文萍. 軟件學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]大功率絕緣柵雙極晶體管模塊緩沖電路的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 唐欣,羅安,李剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(11)
博士論文
[1]電動客車永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)與參數(shù)研究[D]. 符榮.西北工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的基于布谷鳥搜索策略的兩種改進(jìn)算法[D]. 田明正.武漢大學(xué) 2017
[2]IGBT功率模塊壽命預(yù)測技術(shù)研究[D]. 魯光祝.重慶大學(xué) 2012
本文編號:3202857
【文章來源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景研究及意義
1.2 電力電子系統(tǒng)多目標(biāo)研究現(xiàn)狀
1.3 電動汽車變流器可靠性
1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 行駛工況下電動汽車變流器的多目標(biāo)優(yōu)化方法
2.1 多目標(biāo)優(yōu)化問題概述
2.2 行駛工況下電動汽車變流器性能指標(biāo)定義
2.3 多目標(biāo)優(yōu)化算法
2.4 基于帕累托(Pareto)最優(yōu)的變流器優(yōu)化流程
2.4.1 變流器的目標(biāo)函數(shù)及約束條件
2.4.2 目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化流程
2.4.3 Pareto支配過程
2.5 多屬性決策方法
2.6 本章小結(jié)
第3章 電動汽車整車模型及電機(jī)驅(qū)動控制策略
3.1 電動汽車受力情況分析
3.1.1 電機(jī)驅(qū)動力
3.1.2 汽車阻力分析
3.2 驅(qū)動電機(jī)數(shù)學(xué)模型
3.3 電機(jī)驅(qū)動控制策略
3.4 本章小結(jié)
第4章 電動汽車變流器各元件的損耗、壽命和成本模型
4.1 功率器件模型
4.1.1 功率器件損耗模型
4.1.2 功率器件熱模型
4.1.3 功率器件壽命模型
4.1.4 功率器件成本模型
4.2 散熱系統(tǒng)模型
4.2.1 散熱系統(tǒng)熱模型
4.2.2 散熱器成本模型
4.3 DC-link電容模型
4.3.1 電容器電熱模型
4.3.2 電容器壽命模型
4.3.3 電容成本模型
4.4 本章小結(jié)
第5章 電動汽車變流器優(yōu)化結(jié)果與實(shí)驗(yàn)分析
5.1 變流器優(yōu)化結(jié)果及分析
5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
5.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.2.2 變流器損耗分析
5.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
1.結(jié)論
2.后續(xù)工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]電動汽車動力電池發(fā)展淺析[J]. 董保建,史琳. 汽車與駕駛維修(維修版). 2018(03)
[2]基于NSGA-Ⅱ算法Vienna整流器多目標(biāo)優(yōu)化[J]. 常偉,王久和,陳啟麗. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(S1)
[3]車用大功率電力電子器件研究進(jìn)展[J]. 溫旭輝,寧圃奇,孟金磊,張瑾,劉鈞,孔亮. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(06)
[4]國內(nèi)外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J]. 劉卓然,陳健,林凱,趙英杰,許海平. 電力建設(shè). 2015(07)
[5]交流電機(jī)控制策略的發(fā)展綜述[J]. 程啟明,程尹曼,王映斐,汪明媚. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2011(09)
[6]進(jìn)化多目標(biāo)優(yōu)化算法研究[J]. 公茂果,焦李成,楊咚咚,馬文萍. 軟件學(xué)報(bào). 2009(02)
[7]大功率絕緣柵雙極晶體管模塊緩沖電路的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 唐欣,羅安,李剛. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2004(11)
博士論文
[1]電動客車永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)與參數(shù)研究[D]. 符榮.西北工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]求解多目標(biāo)優(yōu)化問題的基于布谷鳥搜索策略的兩種改進(jìn)算法[D]. 田明正.武漢大學(xué) 2017
[2]IGBT功率模塊壽命預(yù)測技術(shù)研究[D]. 魯光祝.重慶大學(xué) 2012
本文編號:3202857
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianlilw/3202857.html
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