《電動汽車用大氣隙低能耗飛輪電池及其穩定控制研究》是依託江蘇大學，由張維煜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電動汽車用大氣隙低能耗飛輪電池及其穩定控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張維煜
- 依託單位：江蘇大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對電動汽車用飛輪電池系統散熱差、待機損耗大、陀螺效應等技術難題，本項目通過設計一種大氣隙盤式飛輪電池拓撲結構，抑制陀螺效應並減小系統能耗，提出零功耗解耦控制策略，提高了系統的低能耗穩定運行性。項目圍繞磁懸浮飛輪電池系統結構與控制的相關問題開展研究，主要研究滿足電動汽車低能耗高穩定性運行要求的飛輪電池結構特徵、設計規律、運行原理及最佳化方案；探尋基礎運動對磁懸浮飛輪電池動態特性的影響機理，構建飛輪電池動態模型；探索陀螺效應產生原理以及各種性質的外界擾動、相位滯後等對飛輪轉子系統穩定性的影響規律；結合陀螺效應力學與飛輪電池穩定性分析結果，劃定飛輪電池多個運行區域，在每個運行區域通過調整懸浮氣隙的位置與設定逆動態切換模型，實現飛輪電池每個運行狀態的零功耗線上算法，建立有效的零功耗解耦控制策略。這項研究為基礎運動影響下電動汽車用飛輪電池系統實現低能耗、高穩定性控制運行奠定理論基礎與實驗基礎。
結題摘要
針對電動汽車用飛輪電池系統散熱差、待機損耗大、陀螺效應等技術難題，本項目通過設計新型飛輪電池拓撲結構，抑制陀螺效應並減小系統能耗，提出零功耗解耦控制策略，提高了系統的低能耗穩定運行性。項目圍繞磁懸浮飛輪電池系統結構與控制的相關問題開展研究，主要研究滿足電動汽車低能耗高穩定性運行要求的飛輪電池結構特徵、設計規律、運行原理及最佳化方案；探尋基礎運動對磁懸浮飛輪電池動態特性的影響機理，構建飛輪電池動態模型；探索陀螺效應產生原理以及各種性質的外界擾動、相位滯後等對飛輪轉子系統穩定性的影響規律；結合陀螺效應力學與飛輪電池穩定性分析結果，劃定飛輪電池多個運行區域，在每個運行區域通過調整懸浮氣隙的位置與設定逆動態切換模型，實現飛輪電池每個運行狀態的零功耗線上算法，建立有效的零功耗解耦控制策略。這項研究為基礎運動影響下電動汽車用飛輪電池系統實現低能耗、高穩定性控制運行奠定理論基礎與實驗基礎。項目提出的新型向心力式球面磁軸承的拓撲結構及精確建模方法，為突破傳統柱面磁軸承拓撲結構，以實現更為優越的穩定性能的飛輪電池懸浮支承系統起到了借鑑作用，為新型飛輪電池拓撲結構的研製與開發奠定了理論和實踐基礎。項目提出利用ADAMS與MATLAB進行基礎影響下車載飛輪電池動態性能的動態仿真分析，用於探索基於基礎運動的磁懸浮飛輪電池支承系統陀螺效應的形成機理，揭示不同路面上的工況變化產生的各種外界擾動對飛輪轉子系統穩定性的影響規律，為實現工況下低能耗高穩定的電動汽車用飛輪電池的控制器設計奠定了理論基礎。項目中搭建的模擬車載工況下的磁懸浮飛輪電池的立式磁懸浮軸承台架及控制平台，一方面使本項目取得的理論成果的可行性、有效性和可靠性得到系統驗證，另一方面可以通過該系統的示範作用推廣本項目所取得研究成果。
