纯电动汽车驱动控制系统研究

【摘要】：纯电动汽车以其零排放、不依赖石油资源的优点,受到了广大汽车企业的一致青睐,是未来汽车工业发展的主要方向。纯电动汽车与传统汽车最大的不同是：以蓄电池代替燃油作为汽车的能量源,驱动电机代替内燃机作为汽车的动力输出装置。驱动控制系统作为纯电动汽车的核心,起着能量转换与系统控制的作用。如何在行驶过程中根据驾驶员的踏板实际操作将蓄电池电能高效的转换为车辆行驶的动能,直接影响到纯电动汽车的整车性能及行驶安全。本文以陕西省重点科技攻关项目“纯电动汽车实验车研究”为背景,重点对纯电动汽车驱动控制系统进行了研究,以骊山LS6600C1型中巴客车为改造对象设计并制作了纯电动汽车的驱动控制器。论文的主要工作有： 1、提出驱动控制系统设计方案。以纯电动汽车系统为讨论对象,将整体系统划分为：驱动控制系统、电源系统、辅助系统。重点对驱动电机、驱动电路、功率器件、MCU进行设计及选型。 2、驱动控制系统建模。以传统汽车动力学模型为基础,结合永磁直流电机数学模型,建立了纯电动汽车驱动系统的数学模型。在Simulink仿真环境下以实际驱动电路参数为建模依据,以纯电动汽车的行驶车速为被控对象,采用速度单闭环PID控制策略,对纯电动汽车整车驱动控制系统进行了仿真。从仿真结果上可以看出该系统具有良好的跟随性和鲁棒性。 3、控制器硬件设计。使用“飞思卡尔”MC9S12DG128 16位单片机设计、制作了纯电动汽车控制器硬件电路。采用“单点共地”及“光耦”隔离的方法解决了干扰问题。采用“数字电路设计方法”实现了PWM信号的控制及保护电路。采用“隔离放大器”实现了电压信号的隔离测量。采用“迟滞比较器”设计实现了磁电式速度传感器的信号处理电路。 4、控制器软件设计。采用模块化程序设计思想将软件系统划分为：主程序模块、异常检测及处理模块、数据采集及处理模块、驱动控制模块、速度测量模块、通信模块。重点实现了：控制器的自检、车速及电机转速的M/T法测速、PWM信号的闭环控制。 【关键词】：汽车工程 纯电动汽车 驱动控制系统 控制器
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 电动汽车的发展10
• 1.2 国内外电动汽车的研究现状10-12
• 1.2.1 混合动力电动汽车研究现状10-11
• 1.2.2 燃料电池电动汽车研究现状11
• 1.2.3 纯电动汽车研究现状11-12
• 1.3 纯电动汽车驱动控制系统研究现状12-13
• 1.3.1 国外纯电动汽车驱动控制系统研究现状12
• 1.3.2 国内纯电动汽车驱动控制系统研究现状12-13
• 1.3.3 我国纯电动汽车驱动控制系统存在的问题13
• 1.4 课题的来源及研究内容13-15
• 第二章 纯电动汽车驱动控制系统设计方案15-27
• 2.1 纯电动汽车整车设计方案15-18
• 2.1.1 纯电动汽车改造方案15-17
• 2.1.2 纯电动汽车驱动电机选型17-18
• 2.2 纯电动汽车驱动器需求18-24
• 2.2.1 驱动器功能性需求18
• 2.2.2 驱动电路选型18-22
• 2.2.3 功率器件选型22-24
• 2.3 纯电动汽车控制器需求24-26
• 2.3.1 控制器功能性需求24-25
• 2.3.2 控制器MCU选型25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 纯电动汽车驱动控制系统建模27-41
• 3.1 传统汽车动力学数学模型27-32
• 3.1.1 汽车的行驶驱动力27-28
• 3.1.2 汽车的行驶阻力28-32
• 3.1.3 汽车的行驶方程式32
• 3.2 纯电动汽车用永磁直流电机数学模型32-36
• 3.2.1 电枢电动势和电磁转矩32-34
• 3.2.2 永磁直流电机稳态运行方程34-35
• 3.2.3 永磁直流电机拖动系统方程35-36
• 3.3 永磁直流电机驱动纯电动汽车数学模型36-38
• 3.3.1 永磁直流电机驱动纯电动汽车行驶方程36
• 3.3.2 永磁直流电机驱动纯电动汽车转动方程36-38
• 3.4 基于整车的驱动控制系统仿真38-40
• 3.4.1 基于SIMUlink的模块实现38-39
• 3.4.2 速度单闭环控制策略的实现39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 控制器硬件设计41-58
• 4.1 控制器硬件设计方案41-43
• 4.1.1 控制器硬件总体设计方案41-43
• 4.1.2 控制器硬件功能模块划分43
• 4.2 控制器电源模块设计43-47
• 4.2.1 控制器电源需求43-44
• 4.2.2 电源设计及接地设计44-47
• 4.3 控制器核心模块47-49
• 4.3.1 核心模块最小系统组成47
• 4.3.2 核心模块最小系统电路设计47-49
• 4.4 控制器信号处理模块设计49-57
• 4.4.1 传感器信号电路设计49-55
• 4.4.2 PWM信号电路设计55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 控制器软件设计58-79
• 5.1 控制器软件设计方案58-61
• 5.1.1 控制器软件总体设计方案58-59
• 5.1.2 控制器软件功能模块划分59-61
• 5.2 自检及异常处理模块设计61-66
• 5.2.1 故障检测与代码定义61-64
• 5.2.2 检测原理及流程64-66
• 5.3 速度测量模块设计66-72
• 5.3.1 速度测量算法选择67-69
• 5.3.2 速度测量算法实现69-72
• 5.4 驱动控制模块设计72-78
• 5.4.1 驱动控制方法72-74
• 5.4.2 控制算法实现74-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第六章 测试及分析79-83
• 6.1 控制器硬件测试79-81
• 6.1.1 PWM功能模块测试79-80
• 6.1.2 测速功能模块测试80-81
• 6.2 电动汽车台架试验81-82
• 6.2.1 车辆模拟加速试验81-82
• 6.2.2 车辆模拟爬坡试验82
• 6.3 台架实验分析82
• 6.4 本章小结82-83
• 总结与展望83-85
• 全文总结83-84
• 研究展望84-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果88-89
• 致谢89

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

国外电动汽车发展现状及对我国电动汽车发展的启示    李佩珩,易翔翔,侯福深

电动汽车电气驱动系统的新技术    马宪民

纯电动车电机驱动控制系统现状与发展趋势    李斌花,王地川,钟勇

电动客车动力系统研究    王文伟;孙逢春;林程;

电动汽车驱动控制系统研究    林成武;姚鹏;朱建光;

电动汽车的电气驱动系统    马宪民

电动汽车技术进展和发展趋势    曹秉刚,张传伟,白志峰,李竟成

电动汽车控制器的设计与实现    黄智

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景    张志杰,叶海峰,汪翔

利用PSPICE仿真分析PWM控制电路    赵涛,姜卫东

数值方法在汽车性能预测中的应用    王其东;羊拯民;

双环模糊调速系统的设计与仿真研究    张春,郭兴众

直流脉宽数字调速系统中电磁干扰的解决方法    张均华 ,肖国春 ,徐峰 ,王兆安

混合动力电动汽车用电机及驱动控制器的电磁兼容设计    韩利;温旭辉;曾莉莉;

橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究    石丽莉,孙守光,吕峰峰

神经网络在公路交通中的应用──汽车转向仿真    倪代恒

汽车制动过程的理论分析与试验    张滨刚,姜正根

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

基于负荷侧无功补偿的静止无功发生器控制方法研究    梁喆;欧阳名三;

大功率同步电动机变频调速系统    祝龙记;过希文;

汽车模拟驾驶器中相关动力学模型的研究与实现    黄旭;巩秀钢;

基于IC74191的步进电动机自动进给驱动系统    李忠波;申永山;

电动汽车结构布置及设计    赵云;

电动车与可持续发展的交通环境    冯辉荣;丁艺;

智能曲折缝纫机设计    叶秋红;刘易;李琳琳;方同秀;

电子技术基础课程教学改革的研究与实践    林涛;邱彦章;

串联式混合动力公交车的设计与仿真    王平;孙骏;

燃料电池汽车EHB系统ECU设计与控制算法研究    王鹏伟;孙泽昌;刘清河;

车辆—柔性路面力学相互作用系统的研究    朱孔源

汽车无级变速传动系统建模、仿真及其匹配控制策略研究    胡建军

车辆悬架振动的神经网络半主动控制    郭大蕾

基于磁流变阻尼器的车辆悬架系统半主动控制    翁建生

湿式离合器金属带式无级变速器（CVT）控制策略研究    罗永革

城市快速道路车辆跟驰模型研究    张智勇

弧焊逆变电源的数字化控制    刘嘉

空间相机胶片传输控制系统研究    王国辉

金属带无级自动变速传动的关键问题研究    杨亚联

汽车主动底盘非线性动力学研究    张文丰

电动汽车智能控制系统研究    张晔

基于外部性控制的政策机理研究    牛浩

辅助动力电动汽车整车匹配及电机控制系统研究    牛礼民

超级电容蓄电池复合电源的研究与仿真    张靖

基于DSP的电动汽车用交流电机直接转矩控制器的研制    王先进

矿用汽车总体设计专家系统    王小芳

感应电动机的非线性解耦与节能控制    陈少斌

汽车驾驶训练模拟器视景系统软件的研究与开发    魏明

汽车方案设计智能决策支持系统的开发技术研究    宋久鹏

异步化同步发电机交流励磁控制的数字信号处理器实现方法    卓清锋

混合动力汽车动力总成硬件在环仿真系统开发    荆新超;敖国强;朱建新;杨林;卓斌;

三类常用电动汽车电池模型的比较研究    卢居霄;林成涛;陈全世;韩晓东;

硬件在环仿真在汽车控制系统开发中的应用及关键技术    齐鲲鹏;隆武强;陈雷;

电动汽车电池非线性等效电路模型的研究    林成涛;仇斌;陈全世;

电动汽车电池功率输入等效电路模型的比较研究    林成涛;仇斌;陈全世;

电动汽车用电池SOC定义与检测方法    麻友良,陈全世,齐占宁

电动汽车SOC估计方法原理与应用    林成涛,王军平,陈全世

电容滤波型整流电路的网侧谐波分析    刘进军，卓放，王兆安

蓄电池剩余容量(SOC)数学模型探讨和在线测试仪的开发    王斯成,陈子平,杨军,于安业

XL纯电动轿车动力总成控制策略研究及软件开发    汪葵

基于三相桥式可控整流电路的设计    曹太强

电动汽车试验台总体设计与技术研究    张付义

电动汽车动力电池剩余容量预测及性能分析仿真    周红丽

水平铅酸电池的实验研究与性能分析    何士娟,张承宁,彭连云,孙逢春,谭建

BJD6100-EV型电动公交车直流驱动系统研究    孙逢春,杨为琛,张承宁

轮毂式电动汽车驱动系统发展综述    王玲珑;黄妙华;

对燃料电池推动汽车技术进步的探讨    唐德修;

电动微车驱动系统模糊控制技术的研究    万沛霖,石晓辉,张志远,涂巧玲

大力发展和推广应用天然气汽车    王立安;

电动汽车用先进电池的现状及发展    田春霞

MH/Ni电池的发展现状    任学佑

电动公交大客车驱动系统控制特性分析    张承宁,谭建,孙逢春,张旺

电动汽车永磁无刷直流电机驱动系统低速能量回馈制动的研究    黄斐梨，王耀明，姜新建，刘士祥，李发海

纯电动试验车及其相关技术研究    张卫钢

电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究    万仁君

混合动力汽车制动能量回收与ABS集成控制研究    彭栋

基于CAN总线的纯电动轿车动力总成控制器的开发研究    周能辉

基于纯电动汽车的制动能量回收系统的研究与实现    刘博

电动汽车用电池管理系统的研制    冯华

并联混合动力汽车模糊逻辑控制策略的研究    明绍民

电动汽车制动能量回收的分析与研究    唐鹏

纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究    李志强

雷博纯电动汽车成为上海公交新秀    

电动汽车离我们有多远    田子;

电动汽车:一场农村包围城市的绿色盛宴?    王波;

电动汽车复仇记    金科;

比亚迪放飞电动汽车梦想    肖兰;

电动汽车产业化:在求索中前行    师晓霞;

突破产业桎梏——论电动汽车标准化    李喜超;

益茂——中国电动汽车产业“领跑者”    王文军;

游过方知水深浅,走过才懂路艰险——在希望与困境中穿梭的中国电动汽车    朝阳;

中大青山纯电动汽车突破续航500公里大关    路智军;

纯电动汽车研究与开发    李年根;

细分市场纯电动汽车研发与推广    徐占林;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车泊车雷达系统设计    胡杰强;王智晶;

纯电动汽车驱动电机动力参数选型浅探    徐战林;李博;

锌-空气动力电池在纯电动汽车上的应用前景    徐舟;唐有根;唐广笛;

纯电动汽车自动同步换挡系统设计    张进;沈安文;

基于STM32纯电动汽车电驱控制研究    胡伟明;

重庆公交发展纯电动汽车的一次尝试    廖涛;

纯电动汽车用动力电池电解液的研究进展    王健;廖红英;李冰川;杨光;王磊;孟蓉;

走出纯电动汽车的技术误区    王海蕴

国内首款纯电动汽车上市    应子

康迪纯电动汽车快速“驶”向美国    记者 吉明亮　李根荣

金华汽车产业瞄准新增长点纯电动汽车发展前景很诱人    首席记者 徐朝晖　通讯员 方意军

小型纯电动汽车“十二五”将获大力扶持    本报记者 于丹

纯电动汽车急需“国标”    本报记者 杨秦

纯电动汽车关键技术在我市取得重大突破    记者 孙鹏

纯电动汽车 前景看好瓶颈待破    本报记者 薛秀泓

应着力发展纯电动汽车    媒体评论员 陈健敏

自主研发的陆地方舟纯电动汽车上路    本报记者 王梓函

纯电动汽车驱动与制动能量回收控制策略研究    汪贵平

纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究    周飞鲲

纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究    黄万友

基于纯电动轿车的两档双离合器式自动变速器控制技术研究    陆中华

纯电动汽车电液复合再生制动研究    刘志强

基于电力电子集成概念的三相逆变电源系统研究    张卫丰

纯电动汽车能量管理关键技术问题的研究    石庆升

纯电动汽车电动助力转向系统机理研究与设计    曾群

纯电动轿车动力总成控制系统的研究    张毅

大行程纳米定位驱动控制方法与系统研究    徐从裕

纯电动汽车驱动控制系统研究    史骏

混合动力电动汽车驱动控制系统研究    李新春

维持超声电机工作状态恒定的驱动控制器的研究    马春苗

基于dSPACE的永磁无刷直流电机驱动控制系统设计与开发    张祺

电动自行车用开关磁阻电机驱动控制系统的研究    王庆林

纯电动汽车控制器设计与开发    鲁盼

纯电动汽车高压电安全管理系统研究与设计    宋炳雨

纯电动汽车驱动特性分析与控制    任亚辉

双能量源纯电动汽车驱动与再生制动控制策略研究    张亚军

我国纯电动汽车产业发展：前景展望及策略选择    张明