基于微服务架构的电动汽车充电服务平台的设计与实现
这是一篇关于微服务架构,电动汽车,充电服务,Tableau平台的论文, 主要内容为电动汽车行业的兴起随之也带动了与之相关的充电服务平台建设的发展,目前国内的充电服务平台大多是大而不专,并不能够充分满足用户的充电需求,同时也存在平台管理上的不足。根据目前充电服务平台的研究现状,本文针对其存在的问题,对充电服务平台进行了研究设计,以优化充电服务平台为目标,结合当下流行的 Spring Boot、Spring MVC、Netty、Kafka、Redis 等众多微服务架构进行了充电服务平台建设,主要内容如下:(1)针对充电业务行业存在的扩展受限问题,本文设计采用Netty+Kafka+Redis三架构联合开发的模式,优化平台对高并发数据的处理能力,提升平台对充电桩硬件设施的支持数量上限;在此过程中,针对高并发状态下数据异步处理无法同步化的问题,本文提出一种在通信两端增加标识符的方法,Netty通过标识符对收到的设备消息进行加、解锁控制,最终实现数据异步处理的同步化。(2)针对平台可维护性差以及性能低下的问题,本文通过对业务服务模块的分层式开发将平台业务逻辑清晰的划分出来,各层之间独立分工共同合作完成平台的业务处理,有效的克服了传统模式下业务逻辑和数据操作混杂导致的系统难于维护和拓展的弊端。此外,本文的前端显示模块是以AngularJS框架为基础进行设计的,将前端业务进行职能分组,开发该模块前端业务处理功能,为后台服务器减少压力,优化平台的性能。(3)针对当前平台的管理水平低、用户体验差的问题,本文主要对六大功能模块进行了开发,丰富了平台的功能,并对各模块主要功能的设计与实现进行详细介绍,其中包括Tableau平台的接入以及Tableau可视化数据图表的生成,Tableau功能的开发为本平台提供了大数据分析的能力,优化了平台对充电业务的管理。
电动汽车用集成型永磁同步电机驱动系统关键技术研究
这是一篇关于集成型电机驱动系统,电动汽车,永磁同步电机,分数槽分布绕组,热管理的论文, 主要内容为电机驱动系统是电动汽车动力来源,为提高其功率密度,降低系统空间尺寸,可采用集成化思想对电机驱动器、控制器、电机本体进行集成,通过提高系统集成度,以达到电机驱动系统的2025发展计划指标。但在电机驱动系统集成过程中,由于系统面临严重的电磁、热与可靠性问题,集成型电机驱动系统发展受到限制。本文以此为研究对象,围绕集成型电机驱动系统总体设计、主驱永磁同步电机本体性能、系统散热能力与抗电磁干扰能力展开研究。首先,对集成型电机驱动系统进行总体设计。对标WEMPEC提出集成型电机驱动系统指标,充分考虑电动汽车运行特点,确定集成型电机驱动系统指标,并综合考虑系统散热能力与抗电磁干扰能力,选择轴向集成结构,其中,功率开关器件为径向排列以增加系统散热能力;综合考虑系统可靠性与功率密度,集成型电机驱动系统选择多相系统;同时建立了电机驱动器侧数学模型,并对比五相电机不同调制算法特点,给出了电机驱动器结构布局。其次,为提升系统内主驱电机本体性能,从气隙磁场谐波角度出发,分别对五相电机分数槽与整数槽的电枢磁动势谐波与转子励磁磁动势进行分析,并利用气隙磁共能得到转矩磁动势变化规律。对比分数槽集中绕组、分数槽分布绕组与整数槽分布绕组电机电磁性能与功率密度,系统主驱电机极槽配合选择分数槽分布绕组。由于转子磁极结构同样影响电机电磁性能,通过对比不同磁极结构电机转矩性能、气隙磁密特点与扩速能力,选择双层磁极。再次,由于驱动器调制算法与开关频率对电机线电压幅值产生影响,根据系统电机侧电压指标,对电机侧电压进行限制。从永磁同步电机磁路结构角度出发,通过降低气隙尖峰磁密抑制电枢反应对电机影响,实现对电机侧电压限制。针对电机转子面临的应力集中问题,通过对不同磁桥组合结构进行研究,开设径向磁桥提高转子机械强度;为提高电机侧功率密度,采用转子挖减重孔的措施对转子减重,最后给出了额定功率60k W,最高转速15000rpm的五相高功率密度内置式永磁同步电机设计方案。然后,为解决轴向集成结构电机驱动系统端部热源集中、散热困难问题,针对热源集中处设计了一种由盘旋水道与轴向水道组合的一体化冷却结构,以增加系统轴向散热能力,缓解系统热源集中问题。并在相同条件下,对不同结构水道的散热能力与压力损失进行计算,得到最优的一体化冷却结构。同时建立了集成型电机驱动系统温度场求解模型,对系统主要工况点进行求解与校核,验证一体化冷却结构对系统的热管理能力。最后,考虑到集成型电机驱动系统性能受结构工艺影响,分别对定子开槽的齿对应结构与槽对应结构下电机转矩性能对比,采用齿对应结构以抑制开槽对电机性能影响;根据同指标集成型电机驱动器位置返回信号实验现象,发现高转速与高电压对其产生较大干扰,但加入滤波器可提高其波形质量,通过对位置返回信号引线处磁场计算,位置信号传感器设计在电机驱动器侧,同时未与电机绕组出线端构成回路。最终给出了考虑结构工艺的集成型电机驱动系统样机结构并完成系统测试平台搭建。
电动汽车永磁轮毂电机转速同步控制研究
这是一篇关于电动汽车,永磁轮毂电机,同步控制,无模型控制,传统偏差耦合的论文, 主要内容为电动汽车采用轮毂电机驱动是一种新型驱动方式,因其传动效率高、操纵性强及转向能力良好而备受众多汽车制造商的青睐。作为一个复杂的多电机系统,为了确保车辆的行驶安全,四台轮毂电机之间需要具备可靠的同步控制能力。若各驱动电机无法进行良好的同步控制,驱动轮之间无法协调,导致多电机系统抗干扰能力、鲁棒性、同步性能变差,轻则轮胎磨损,重则引发交通事故。针对上述问题,本文以永磁轮毂电机为研究对象,为满足车辆在实际行驶过程中的安全性、可靠性和稳定性要求,设计了一种改进无模型滑模控制算法,来解决电动汽车多电机驱动系统抗干扰能力弱、鲁棒性差的问题;采用一种均值偏差耦合结构,来改善电动汽车多电机驱动系统的同步性能。具体研究内容如下:针对永磁轮毂电机控制系统易受集总扰动影响,导致系统鲁棒性、抗干扰能力下降的问题,设计了一种改进无模型滑模控制算法。首先,建立永磁轮毂电机在受到集总扰动时的新型超局部模型;其次,提出一种改进趋近律用来设计新型无模型滑模控制器;最后,采用扩展滑模扰动观测器对超局部模型中的集总扰动进行观测。相较于PI控制,当系统受集总扰动影响导致控制性能下降时,所设计的改进无模型滑模控制算法能够提升系统的控制性能,保证系统在受到扰动时的转速响应和抗干扰能力,提升了电动汽车的行驶稳定性。针对电动汽车在直行和转向时多电机驱动系统同步性能变差的问题,将比例同步系数和均值转速引入到传统偏差耦合结构中,设计了一种补偿机制简单、结构易于实现的均值偏差耦合结构。基于均值偏差耦合结构设计永磁轮毂电机转速同步控制系统,其中转速环采用改进无模型滑模控制算法设计。相较于传统偏差耦合结构,所采用结构实现了车辆在直行时各驱动轮转速的完全同步控制,在转向时各驱动轮转速的比例同步控制,提升了多电机驱动系统在受到扰动时的鲁棒性和抗干扰能力,改善了系统同步性能,满足了车辆实际行驶时的可靠性、稳定性和安全性要求。为进一步研究电动汽车多电机驱动系统转速比例同步控制,将电子差速控制策略引入到永磁轮毂电机转速同步控制系统中。既解决了车辆在转向时内外侧驱动轮转速的分配问题,又改善了车辆在转向时多电机驱动系统的同步性能,保证了车辆的行驶安全性。图[54]表[8]参[85]
基于前摄性调度的电动汽车路径优化研究
这是一篇关于车辆路径问题,前摄性调度,禁忌搜索算法,电动汽车的论文, 主要内容为随着电子商务的迅猛发展和居民生活水平以及消费方式的转变,城市物流的业务量激增,而汽车作为物流配送的主要载体,其保有量的增多必然会导致环境污染、噪声污染、能源短缺等一系列问题。电动汽车作为一种新的交通工具,以其低排放、低噪音、能源利用率高等显著优势,正逐步替代传统燃油汽车并在物流配送行业中普及。另一方面,面对需求高度动态化的电商物流时代,传统的订单驱动的配送模式已经落后,大数据技术的逐渐成熟使得以数据驱动的新配送模式成为新的研究热点,对于使用电动汽车作为配送车辆的物流企业而言,可以利用长期累积的历史数据,快速地响应客户需求,设计科学的配送方案对配送路径进行优化,达到节省运营成本,提升客户满意度的目的。本文基于城市两级配送系统,提出前摄性调度策略,对电动汽车路径优化问题进行研究。首先,本文对车辆路径问题的相关研究进行文献梳理,如电动车辆路径问题、两级车辆路径问题以及前摄性调度问题。在了解前人研究问题现状的基础上,通过对当前城市物流的配送模式的分析,考虑在两级配送系统中使用电动汽车,货物先由运力较大的电动汽车从配送中心配送至中转站,再通过运力较小的电动汽车将货物配送到客户点。考虑车辆行驶成本,使用成本以及换电成本在内的混合整数规划模型,提出改进禁忌搜索算法求解该问题,采用仿真算例验证算法的有效性并针对电动汽车最大行驶里程和载重进行敏感性分析。其次,针对短时间、高并发需求导致的配送资源不均衡问题,利用电商平台在发展过程中累积的历史客户需求数据,根据需求的动态程度对配送区域进行划分,针对不同的区域采取前摄性调度策略和反应性调度策略,将配送周期划分为初始配送阶段和补货阶段,建立多阶段的两级电动汽车路径优化模型。提出了一种混合禁忌搜索算法(HTSA)求解该模型。该算法在真实的案例和多个基准评估算例上的实验结果表明:该模型和算法的性能优于传统的启发式算法,具有较高的实用价值。最后,通过重庆A物流企业为例,对城市配送中基于前摄性调度的电动汽车路径优化问题进行案例分析。结果表明,本文提出的前摄性调度策略能够有效降低动态客户对初始配送方案的干扰,并有效的提升物流企业对客户的响应效率,减少车辆的配送成本。
电动汽车用集成型永磁同步电机驱动系统关键技术研究
这是一篇关于集成型电机驱动系统,电动汽车,永磁同步电机,分数槽分布绕组,热管理的论文, 主要内容为电机驱动系统是电动汽车动力来源,为提高其功率密度,降低系统空间尺寸,可采用集成化思想对电机驱动器、控制器、电机本体进行集成,通过提高系统集成度,以达到电机驱动系统的2025发展计划指标。但在电机驱动系统集成过程中,由于系统面临严重的电磁、热与可靠性问题,集成型电机驱动系统发展受到限制。本文以此为研究对象,围绕集成型电机驱动系统总体设计、主驱永磁同步电机本体性能、系统散热能力与抗电磁干扰能力展开研究。首先,对集成型电机驱动系统进行总体设计。对标WEMPEC提出集成型电机驱动系统指标,充分考虑电动汽车运行特点,确定集成型电机驱动系统指标,并综合考虑系统散热能力与抗电磁干扰能力,选择轴向集成结构,其中,功率开关器件为径向排列以增加系统散热能力;综合考虑系统可靠性与功率密度,集成型电机驱动系统选择多相系统;同时建立了电机驱动器侧数学模型,并对比五相电机不同调制算法特点,给出了电机驱动器结构布局。其次,为提升系统内主驱电机本体性能,从气隙磁场谐波角度出发,分别对五相电机分数槽与整数槽的电枢磁动势谐波与转子励磁磁动势进行分析,并利用气隙磁共能得到转矩磁动势变化规律。对比分数槽集中绕组、分数槽分布绕组与整数槽分布绕组电机电磁性能与功率密度,系统主驱电机极槽配合选择分数槽分布绕组。由于转子磁极结构同样影响电机电磁性能,通过对比不同磁极结构电机转矩性能、气隙磁密特点与扩速能力,选择双层磁极。再次,由于驱动器调制算法与开关频率对电机线电压幅值产生影响,根据系统电机侧电压指标,对电机侧电压进行限制。从永磁同步电机磁路结构角度出发,通过降低气隙尖峰磁密抑制电枢反应对电机影响,实现对电机侧电压限制。针对电机转子面临的应力集中问题,通过对不同磁桥组合结构进行研究,开设径向磁桥提高转子机械强度;为提高电机侧功率密度,采用转子挖减重孔的措施对转子减重,最后给出了额定功率60k W,最高转速15000rpm的五相高功率密度内置式永磁同步电机设计方案。然后,为解决轴向集成结构电机驱动系统端部热源集中、散热困难问题,针对热源集中处设计了一种由盘旋水道与轴向水道组合的一体化冷却结构,以增加系统轴向散热能力,缓解系统热源集中问题。并在相同条件下,对不同结构水道的散热能力与压力损失进行计算,得到最优的一体化冷却结构。同时建立了集成型电机驱动系统温度场求解模型,对系统主要工况点进行求解与校核,验证一体化冷却结构对系统的热管理能力。最后,考虑到集成型电机驱动系统性能受结构工艺影响,分别对定子开槽的齿对应结构与槽对应结构下电机转矩性能对比,采用齿对应结构以抑制开槽对电机性能影响;根据同指标集成型电机驱动器位置返回信号实验现象,发现高转速与高电压对其产生较大干扰,但加入滤波器可提高其波形质量,通过对位置返回信号引线处磁场计算,位置信号传感器设计在电机驱动器侧,同时未与电机绕组出线端构成回路。最终给出了考虑结构工艺的集成型电机驱动系统样机结构并完成系统测试平台搭建。
电动汽车生命周期评价方法及系统开发
这是一篇关于电动汽车,生命周期评价,系统开发,环境影响评价的论文, 主要内容为汽车的发展在大量消耗地球资源的同时,也造成了大量环境污染。在提倡节能环保的大环境下,电动汽车得到了大力发展。电动汽车虽然可以通过使用电力减轻国内石油紧缺的压力,减少环境污染,但是这仅仅考虑了使用阶段,没有从产品全生命周期的角度分析其对环境的综合影响。由于电动汽车使用的电能是一种二次能源,实际来源于化石燃料的燃烧,而且电动汽车动力电池的生产和报废环节也需要消耗大量能源,排放污染物。因此,需要从全生命周期的角度对电动汽车的生产、使用、报废等各个环节的能源消耗与环境影响进行综合评价。本文通过查阅电动汽车生命周期评价相关文献,了解电动汽车生命周期活动,收集清单数据,构建电动汽车生命周期评价模型,在此基础上利用Java语言中的Spring Boot框架部署和Intelli JIDEA开发工具,设计开发一款电动汽车生命周期评价系统。主要研究内容包括:(1)对生命周期评价的技术框架进行深入研究,结合电动汽车的特点,对研究目标、研究范围等问题进行详细的论述,提出电动汽车生命周期评价模型。(2)清单数据收集,包括对模型各单元过程涉及的输入输出数据进行收集,为后续的系统设计与开发提供数据支持。(3)基于电动汽车生命周期评价系统的实现过程,介绍评价系统的开发环境,对评价系统的需求进行分析,然后根据系统需求对系统进行总体框架设计、流程分析、界面设计、数据库设计并对系统使用的关键技术进行了阐述,最后介绍了评价系统的实现过程。(4)实例应用。(5)对系统结果进行环境影响类型特征化,得到电动汽车全生命周期环境影响潜值。电动汽车生命周期评价系统是以Web服务器为载体,以电动汽车为对象进行生命周期评价的软件,不同的用户可以通过Web浏览器页面进行操作。该软件分为前台操作模块与后台管理模块。前台操作模块包括车辆基础参数输入和数据输入后的数据输出,后台管理模块包括利用My SQL数据库存储清单数据、编译算法,实现前台界面与后台管理的关联。为验证该系统功能实现情况,本文使用该系统以秦PLUS 2021款EV600km旗舰型、荣威i6MAX新能源2021款1.5TPHEV网约旗舰版和朗逸2022款1.5L自动风尚版为例研究其生命周期内能源消耗与气体排放情况。结果表明,该系统可以对电动汽车和传统燃油车生命周期范围内的资源消耗和气体排放进行计算,并且可以大大缩短生命周期评价时间,帮助电动汽车设计者优选出最节能环保的设计方案,促进生命周期评价方法在电动汽车领域的发展。
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