混合动力电动汽车整车匹配与电机控制系统研究

【摘要】： 随着石油资源的日益减少和人们环保意识的提高,电动汽车的发展越来越受到人们的重视,我国也将其列入了重点发展之列。在电池技术未能取得根本突破的情况下,续驶里程的不足已成为制约电动汽车发展的主要瓶颈。目前,混合动力电动汽车已成为电动汽车行业发展的主流。计算机仿真技术在电动汽车上的运用具有很大的现实意义,它不但能减少研究开发的成本,而且能够大幅度地缩短开发周期;同时电机驱动系统是电动汽车关键技术之一,因此对它的研究也具有重要的意义。 本文首先研究了国内、国外电动汽车的发展现状,然后对混合动力电动汽车的相关理论进行了分析与研究;在此基础上根据奥运场馆用车的特殊要求,对奥运场馆混合动力电动汽车的匹配进行了研究,对关键部件进行了选型。 其次,在分析奥运场馆用车的特殊要求以及串联式混合动力电动汽车系统各零部件原理的基础上,研究制定了控制策略,利用MATLAB/Simulink建立了某型适合于奥运场馆混合动力电动汽车的系统仿真模型;并对模型进行了仿真,结果表明,模型中所制定的控制策略切实可行,所确定的参数合理,按照该模型设计的电动汽车能够满足奥运场馆用车的要求。 再次,在分析了解直流无刷电机驱动系统的基础上,提出了一种以单片机为控制核心的电驱动控制器结构,选择集成有A/D、PWM输出等适合电机控制功能的80C196KC单片机作为微控制器,通过由MOSFET和栅极驱动集成电路构成的三相逆变桥实现了对无刷电动机控制;控制系统软件设计中采用软件滤波技术,同时采用增量式PID控制算法对速度进行了闭环控制。 实车实验表明,电机驱动系统的软硬件工作稳定、可靠,能够满足设计要求,为进一步研究混合动力电动汽车电机驱动系统打下了基础。 【关键词】：混合动力 电动汽车 仿真 无刷直流电机 控制
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 目录6-8
• 插图清单8-10
• 附表清单10-11
• 1. 绪论11-19
• 1.1 课题的来源及选题的背景与意义11-14
• 1.1.1 能源危机11
• 1.1.2 环境危机11-12
• 1.1.3 2008年北京奥运会场馆用车的现实需要12-13
• 1.1.4 混合动力汽车的比较优势13-14
• 1.2 电动汽车发展的历史、现状14-18
• 1.2.1 电动汽车发展简史14
• 1.2.2 国外电动汽车的研究概况14-16
• 1.2.3 我国电动汽车的研究概况16-18
• 1.3 本文研究混合动力系统匹配的方法18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 2. 混合动力电动汽车相关理论与研究方法19-37
• 2.1 混合动力电动汽车相关理论19-30
• 2.1.1 混合动力电动汽车的分类19-21
• 2.1.2 混合动力电动汽车功率分配21-30
• 2.2 现代研究混合动力电动汽车的方法30-37
• 2.2.1 仿真法30-34
• 2.2.2 汽车电控单元(简称ECU)开发现代V模式34-37
• 3. 奥运场馆用混合动力电动汽车整车匹配37-49
• 3.1 奥运场馆用混合动力电动汽车结构的提出37-38
• 3.2 奥运场馆用串联式混合动力电动汽车(以下简称OP-SHEV)总体设计38-49
• 3.2.1 奥运场馆电动汽车的特点38
• 3.2.2 奥运场馆电动汽车关键总成的选型38-49
• 4 奥运场馆混合动力电动汽车建模与仿真研究49-65
• 4.1 系统结构与工作原理50-52
• 4.2 系统建模52-61
• 4.2.1 电机建模53-54
• 4.2.2 发动机建模54-55
• 4.2.3 电池建模55-58
• 4.2.4 发电机建模58-59
• 4.2.5 车身建模59-60
• 4.2.6 控制策略60-61
• 4.3 仿真模型与结果分析61-65
• 4.3.1 仿真模型61-62
• 4.3.2 仿真结果与分析62-65
• 5. 混合动力电动汽车用无刷直流电机控制系统研究65-85
• 5.1 无刷直流电机概述65-69
• 5.1.1 无刷直流电机的结构65-67
• 5.1.2 无刷直流电机的工作原理及单片机控制67-69
• 5.2 无刷直流电机控制系统的硬件设计69-77
• 5.2.1 中央处理单元的硬件设计70-72
• 5.2.2 驱动及逆变单元的设计72-75
• 5.2.3 外围辅助电路设计75-77
• 5.3 无刷直流电机控制系统的软件设计77-83
• 5.3.1 系统中断函数78-79
• 5.3.2 控制算法设计79-82
• 5.3.3 初始化程序82-83
• 5.3.4 主程序设计83
• 5.4 试验83-85
• 6. 结论与展望85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-92
• 作者简介92
• 作者攻读硕士期间参加的课题及发表的学术论文92

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