考虑电机系统动态特性的双驱纯电动汽车驱动控制策略
发布时间：2021-07-26 13:05
纯电动汽车作为缓解能源与环境危机的有效解决方案之一,如何降低其成本并提升其续驶里程成为扩大纯电动汽车市场占比的重点问题。从整车层面来说,纯电动汽车传动系统构型、部件参数匹配以及控制策略可直接影响纯电动汽车的经济性。合理的传动系统构型和部件参数匹配亦可充分利用现有零部件技术从而有效降低纯电动汽车的成本。基于此,本文以一款电机集中式分布的双电机驱动纯电动汽车构型为研究对象,构建包含驱动电机动态数学模型的整车模型,进而设计了基于电机动态特性的双驱纯电动汽车驱动控制策略。主要研究如下:（1）深入分析双电机驱动纯电动汽车动力传动系统构型的结构及其四种驱动模式,并对四种驱动模式进行动力学建模。为探究构型的性能,对其传动系统关键部件和整车行驶动力学进行建模,基于双电机耦合传动系统构型工作特性划分四种工作模式边界,并基于电机静态特性解决双电机耦合驱动模式下两个驱动电机的功率分配问题。（2）为获取永磁同步电机动态特性,搭建永磁同步电机动态数学模型,包括其电压模型、磁链模型、转矩模型等。为获得永磁同步电机的动态损耗特性,搭建了包含铜耗、铁耗的永磁同步电机本体损耗模型以及包含IGBT模块导通损耗、开关损耗和...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外现状
1.2.1 纯电动汽车多动力源传动系统现状
1.2.2 多动力源耦合驱动系统驱动控制策略研究现状
1.3 存在的问题
1.4 本文主要内容
2 双驱纯电动汽车传动系统建模及基本控制策略
2.1 电动汽车结构及工作模式分析
2.1.1 双驱纯电动车驱动系统构型
2.1.2 驱动模式特性分析
2.1.3 整车及部件参数
2.2 部件建模
2.2.1 电机静态模型
2.2.2 电池模型
2.2.3 行驶动力学模型
2.3 基于电机静态特性的驱动控制策略
2.3.1 模式切换策略
2.3.2 功率分配策略
2.4 本章小结
3 永磁同步电机数学建模及其电流控制策略
3.1 三相永磁同步电机动态数学模型
3.1.1 基本结构和工作原理
3.1.2 坐标变换
3.1.3 动态数学模型
3.2 传统永磁同步电机电流控制策略
3.2.1 电机运行约束条件
3.2.2 最大转矩电流比控制
3.2.3 最大电流电压控制
3.2.4 最大转矩电压比控制
3.3 基于转速-转矩-电流MAP的电流控制策略
3.3.1 电流控制区域分析
3.3.2 基于转速-转矩-电流MAP的电流控制策略
3.4 本章小结
4 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1.1 传统矢量控制方案
4.1.2 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1.3 直流母线电压修正
4.2 SVPWM开关控制
4.2.1 SVPWM的原理
4.2.2 SVPWM算法基本流程
4.3 仿真模型建立
4.3.1 整车约束条件与永磁同步电机本体参数
4.3.2 永磁同步电机仿真模型
4.4 矢量控制方案动态性能仿真
4.4.1 SVPWM验证
4.4.2 矢量控制方案仿真对比
4.4.3 直流母线电压变化对电机性能影响
4.5 本章小结
5 考虑电机动态特性的驱动控制策略研究
5.1 永磁同步电机系统损耗分析
5.1.1 逆变器功率损耗分析与建模
5.1.2 永磁同步电机损耗分析与建模
5.1.3 永磁同步电机系统整体损耗仿真分析
5.2 基于电机动态特性的驱动控制策略
5.2.1 电机MG1/MG2单独驱动模式
5.2.2 转矩耦合驱动模式
5.2.3 转速耦合驱动模式
5.3 仿真对比分析
5.3.1 加速性能仿真
5.3.2 转矩耦合模式驱动过程仿真分析
5.3.3 转速耦合模式驱动过程仿真分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
C 作者在攻读学位期间参加的科研项目
D 学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]卓越品质 非凡体验——比亚迪2017款K9&K8纯电动客车发布上市[J]. 城市公共交通. 2017(06)
[2]表贴式与内置式永磁同步风力发电机的轴电流模型对比分析[J]. 刘瑞芳,孟延停. 北京交通大学学报. 2017(02)
[3]浅谈分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状[J]. 孙远举. 山东工业技术. 2016(18)
[4]节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）[J]. 地球. 2015(09)
[5]插电式混合动力汽车能量管理策略综述[J]. 谢海明,黄勇,王静,田光宇. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[6]分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真[J]. 刘浩,钟再敏,敬辉,陈辛波. 汽车工程. 2014(05)
[7]《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》解读[J]. 王刚. 物联网技术. 2012(06)
[8]永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J]. 唐丽婵,齐亮. 装备机械. 2011(01)
[9]“十五”国家高技术研究发展计划（863计划）电动汽车重大专项进展[J]. 电动汽车重大专项总体组. 汽车工程. 2003(06)
博士论文
[1]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
[2]混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D]. 林歆悠.重庆大学 2011
[3]车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究[D]. 王伟.吉林大学 2010
硕士论文
[1]SVPWM调制技术应用分析[D]. 徐宁.吉林大学 2018
[2]基于工况识别的双驱纯电动汽车能量管理策略研究[D]. 祖国强.重庆大学 2017
[3]双驱纯电动汽车驱动控制及性能优化仿真[D]. 庞滔.重庆大学 2017
[4]永磁同步电机转子温度场计算与测量[D]. 李统.浙江大学 2017
[5]双驱纯电动汽车动力传动系统设计与仿真[D]. 李健彰.重庆大学 2016
[6]电动汽车用内置式永磁同步电机效率优化控制策略研究[D]. 陈梓怀.华中科技大学 2016
[7]新型双电机耦合驱动系统驱动控制策略研究[D]. 曾剑峰.重庆大学 2015
[8]双电机构型纯电动轿车动力系统匹配与控制策略研究[D]. 刘德春.吉林大学 2014
[9]插电混合动力汽车永磁同步电机控制算法开发[D]. 郭明臣.吉林大学 2014
[10]内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究[D]. 吴芳.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3303618
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：107 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外现状
1.2.1 纯电动汽车多动力源传动系统现状
1.2.2 多动力源耦合驱动系统驱动控制策略研究现状
1.3 存在的问题
1.4 本文主要内容
2 双驱纯电动汽车传动系统建模及基本控制策略
2.1 电动汽车结构及工作模式分析
2.1.1 双驱纯电动车驱动系统构型
2.1.2 驱动模式特性分析
2.1.3 整车及部件参数
2.2 部件建模
2.2.1 电机静态模型
2.2.2 电池模型
2.2.3 行驶动力学模型
2.3 基于电机静态特性的驱动控制策略
2.3.1 模式切换策略
2.3.2 功率分配策略
2.4 本章小结
3 永磁同步电机数学建模及其电流控制策略
3.1 三相永磁同步电机动态数学模型
3.1.1 基本结构和工作原理
3.1.2 坐标变换
3.1.3 动态数学模型
3.2 传统永磁同步电机电流控制策略
3.2.1 电机运行约束条件
3.2.2 最大转矩电流比控制
3.2.3 最大电流电压控制
3.2.4 最大转矩电压比控制
3.3 基于转速-转矩-电流MAP的电流控制策略
3.3.1 电流控制区域分析
3.3.2 基于转速-转矩-电流MAP的电流控制策略
3.4 本章小结
4 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1.1 传统矢量控制方案
4.1.2 基于转速-转矩-电流MAP的矢量控制方案
4.1.3 直流母线电压修正
4.2 SVPWM开关控制
4.2.1 SVPWM的原理
4.2.2 SVPWM算法基本流程
4.3 仿真模型建立
4.3.1 整车约束条件与永磁同步电机本体参数
4.3.2 永磁同步电机仿真模型
4.4 矢量控制方案动态性能仿真
4.4.1 SVPWM验证
4.4.2 矢量控制方案仿真对比
4.4.3 直流母线电压变化对电机性能影响
4.5 本章小结
5 考虑电机动态特性的驱动控制策略研究
5.1 永磁同步电机系统损耗分析
5.1.1 逆变器功率损耗分析与建模
5.1.2 永磁同步电机损耗分析与建模
5.1.3 永磁同步电机系统整体损耗仿真分析
5.2 基于电机动态特性的驱动控制策略
5.2.1 电机MG1/MG2单独驱动模式
5.2.2 转矩耦合驱动模式
5.2.3 转速耦合驱动模式
5.3 仿真对比分析
5.3.1 加速性能仿真
5.3.2 转矩耦合模式驱动过程仿真分析
5.3.3 转速耦合模式驱动过程仿真分析
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望
参考文献
附录
A 作者在攻读学位期间发表的论文目录
B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
C 作者在攻读学位期间参加的科研项目
D 学位论文数据集
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]卓越品质 非凡体验——比亚迪2017款K9&K8纯电动客车发布上市[J]. 城市公共交通. 2017(06)
[2]表贴式与内置式永磁同步风力发电机的轴电流模型对比分析[J]. 刘瑞芳,孟延停. 北京交通大学学报. 2017(02)
[3]浅谈分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状[J]. 孙远举. 山东工业技术. 2016(18)
[4]节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年）[J]. 地球. 2015(09)
[5]插电式混合动力汽车能量管理策略综述[J]. 谢海明,黄勇,王静,田光宇. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[6]分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真[J]. 刘浩,钟再敏,敬辉,陈辛波. 汽车工程. 2014(05)
[7]《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》解读[J]. 王刚. 物联网技术. 2012(06)
[8]永磁同步电机的应用现状与发展趋势[J]. 唐丽婵,齐亮. 装备机械. 2011(01)
[9]“十五”国家高技术研究发展计划（863计划）电动汽车重大专项进展[J]. 电动汽车重大专项总体组. 汽车工程. 2003(06)
博士论文
[1]纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D]. 周飞鲲.吉林大学 2013
[2]混联式混合动力客车功率均衡能量管理控制策略研究[D]. 林歆悠.重庆大学 2011
[3]车用永磁同步电机的参数匹配、协调控制与性能评价研究[D]. 王伟.吉林大学 2010
硕士论文
[1]SVPWM调制技术应用分析[D]. 徐宁.吉林大学 2018
[2]基于工况识别的双驱纯电动汽车能量管理策略研究[D]. 祖国强.重庆大学 2017
[3]双驱纯电动汽车驱动控制及性能优化仿真[D]. 庞滔.重庆大学 2017
[4]永磁同步电机转子温度场计算与测量[D]. 李统.浙江大学 2017
[5]双驱纯电动汽车动力传动系统设计与仿真[D]. 李健彰.重庆大学 2016
[6]电动汽车用内置式永磁同步电机效率优化控制策略研究[D]. 陈梓怀.华中科技大学 2016
[7]新型双电机耦合驱动系统驱动控制策略研究[D]. 曾剑峰.重庆大学 2015
[8]双电机构型纯电动轿车动力系统匹配与控制策略研究[D]. 刘德春.吉林大学 2014
[9]插电混合动力汽车永磁同步电机控制算法开发[D]. 郭明臣.吉林大学 2014
[10]内置式永磁同步电机最大转矩电流比控制策略研究[D]. 吴芳.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3303618
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