燃料电池汽车双源电机耦合控制系统研究
发布时间：2022-01-23 11:03
随着新能源汽车的不断发展,燃料电池汽车越来越受到普遍认可,被认为是极具发展潜力的新能源汽车。然而,目前所广泛应用于燃料电池汽车的驱动系统构型都是以大功率的DC-DC为基础的,既成本高昂,又有效率上的损失。本文针对这一问题,提出将双源永磁同步电机引入到燃料电池汽车驱动系统中,以双绕组间电感的耦合替代DC-DC,除了可以很好的解决以上问题,还可以提高系统的集成度与可靠性。为达到这一目的,需要优秀的控制系统,这也是本文的主要研究内容,并进行了以下工作。本文首先针对研究对象查阅大量相关的文献与资料,对全球先进燃料电池汽车的研究进展进行了跟踪,对其驱动系统构型进行了总结,分析了多相电机的研究现状与理论基础。根据双源电机的特点和本文的研究内容,采用双d-q建模的方法,对双源电机进行了数学建模,分析了两套绕组间的耦合关系,搭建了双源电机的Simulink模型。接着对用于燃料电池汽车的双源电机的工况进行分析,在驱动工况下分析了两套绕组的工作状态,搭建了双源电机的矢量控制模型。在零转速转矩工况下,采用q轴零电流的方法保持电机输出转矩与转速为零,由d轴完成从燃料电池到二次电池的能量传递,并搭建了两套绕组之...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃料电池汽车国内外发展现状
1.2.2 多相电机国内外研究现状
1.3 课题研究的意义及主要研究内容
2 双源永磁同步电机模型
2.1 多相电机建模方法
2.2 双源永磁同步电机双d-q模型建立
2.2.1 双源电机结构
2.2.2 双源电机单套绕组电压方程
2.2.3 双源电机d-q坐标数学模型
2.3 双源永磁同步电机Simulink仿真模型搭建
2.4 本章小结
3 燃料电池汽车双源电机工况分析
3.1 双源电机驱动动工况分析与仿真
3.1.1 双源电机驱动工况分析
3.1.2 双源电机驱动系统矢量控制仿真模型搭建
3.1.3 双源电机驱动工况仿真分析
3.2 双源电机零转速转矩工况分析与仿真
3.2.1 双源电机零转矩转速下能量传递分析
3.2.2 双源电机零转矩转速下能量传递仿真
3.3 本章小结
4 基于TC275的双源电机控制系统软硬件设计
4.1 汽车电子产品开发
4.1.1 汽车电子V型开发过程
4.1.2 功能安全
4.2 双源电机控制器硬件设计
4.2.1 双源电机控制器硬件系统结构
4.2.2 基于TC275的控制板电路设计
4.2.3 IGBT驱动板电路设计
4.3 控制器关键电路仿真
4.3.1 旋转变压器电路仿真
4.3.2 IGBT驱动电源仿真
4.4 PCB设计
4.4.1 控制器PCB设计要求
4.4.2 控制板PCB设计
4.4.3 驱动板PCB设计
4.5 双源电机控制器软件设计
4.5.1 控制器软件整体架构
4.5.2 控制器服务软件
4.5.3 控制器应用软件结构
4.6 本章小结
5 台架实验
5.1 实验平台搭建
5.2 实验结果与分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望[J]. 储鑫,周劲松,刘东华,周康宁. 汽车实用技术. 2019(04)
[2]2018年我国燃料电池汽车产业发展七大特点[J]. 任诗发. 汽车与配件. 2019(04)
[3]加氢3分钟,续航700公里 “氢”有望掀开新能源车第二篇章[J]. 姚冬琴,谢玮. 中国经济周刊. 2019(04)
[4]2018年中国汽车市场盘点[J]. 赵黎. 汽车纵横. 2019(02)
[5]新能源留给石油多少车——专访中国石化经济技术研究院高级经济师张瑶[J]. 卢凯瑞. 中国石油石化. 2019(Z1)
[6]多相电机容错控制及其关键技术综述[J]. 陶涛,赵文祥,程明,王政. 中国电机工程学报. 2019(02)
[7]氢燃料电池汽车发展趋势分析[J]. 郜昊强,宋业建. 汽车零部件. 2018(12)
[8]一种改进的永磁同步电机MTPA控制算法[J]. 龚锦标,施火泉. 电子测量技术. 2018(16)
[9]“十三五”北京市新能源汽车节能减排潜力[J]. 唐葆君,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2016(02)
[10]国外燃料电池汽车发展——性能、优势、挑战及应对[J]. 辛妍. 新经济导刊. 2015(08)
博士论文
[1]电动汽车用多相电机驱动系统研究[D]. 孔武斌.浙江大学 2014
[2]70MPa复合材料氢气瓶液压疲劳试验装置及压力和温度控制方法研究[D]. 陈虹港.浙江大学 2014
硕士论文
[1]燃料电池汽车动力系统匹配及控制策略研究[D]. 吴澈.中北大学 2016
本文编号：3604218
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究的背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 燃料电池汽车国内外发展现状
1.2.2 多相电机国内外研究现状
1.3 课题研究的意义及主要研究内容
2 双源永磁同步电机模型
2.1 多相电机建模方法
2.2 双源永磁同步电机双d-q模型建立
2.2.1 双源电机结构
2.2.2 双源电机单套绕组电压方程
2.2.3 双源电机d-q坐标数学模型
2.3 双源永磁同步电机Simulink仿真模型搭建
2.4 本章小结
3 燃料电池汽车双源电机工况分析
3.1 双源电机驱动动工况分析与仿真
3.1.1 双源电机驱动工况分析
3.1.2 双源电机驱动系统矢量控制仿真模型搭建
3.1.3 双源电机驱动工况仿真分析
3.2 双源电机零转速转矩工况分析与仿真
3.2.1 双源电机零转矩转速下能量传递分析
3.2.2 双源电机零转矩转速下能量传递仿真
3.3 本章小结
4 基于TC275的双源电机控制系统软硬件设计
4.1 汽车电子产品开发
4.1.1 汽车电子V型开发过程
4.1.2 功能安全
4.2 双源电机控制器硬件设计
4.2.1 双源电机控制器硬件系统结构
4.2.2 基于TC275的控制板电路设计
4.2.3 IGBT驱动板电路设计
4.3 控制器关键电路仿真
4.3.1 旋转变压器电路仿真
4.3.2 IGBT驱动电源仿真
4.4 PCB设计
4.4.1 控制器PCB设计要求
4.4.2 控制板PCB设计
4.4.3 驱动板PCB设计
4.5 双源电机控制器软件设计
4.5.1 控制器软件整体架构
4.5.2 控制器服务软件
4.5.3 控制器应用软件结构
4.6 本章小结
5 台架实验
5.1 实验平台搭建
5.2 实验结果与分析
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望[J]. 储鑫,周劲松,刘东华,周康宁. 汽车实用技术. 2019(04)
[2]2018年我国燃料电池汽车产业发展七大特点[J]. 任诗发. 汽车与配件. 2019(04)
[3]加氢3分钟,续航700公里 “氢”有望掀开新能源车第二篇章[J]. 姚冬琴,谢玮. 中国经济周刊. 2019(04)
[4]2018年中国汽车市场盘点[J]. 赵黎. 汽车纵横. 2019(02)
[5]新能源留给石油多少车——专访中国石化经济技术研究院高级经济师张瑶[J]. 卢凯瑞. 中国石油石化. 2019(Z1)
[6]多相电机容错控制及其关键技术综述[J]. 陶涛,赵文祥,程明,王政. 中国电机工程学报. 2019(02)
[7]氢燃料电池汽车发展趋势分析[J]. 郜昊强,宋业建. 汽车零部件. 2018(12)
[8]一种改进的永磁同步电机MTPA控制算法[J]. 龚锦标,施火泉. 电子测量技术. 2018(16)
[9]“十三五”北京市新能源汽车节能减排潜力[J]. 唐葆君,马也. 北京理工大学学报(社会科学版). 2016(02)
[10]国外燃料电池汽车发展——性能、优势、挑战及应对[J]. 辛妍. 新经济导刊. 2015(08)
博士论文
[1]电动汽车用多相电机驱动系统研究[D]. 孔武斌.浙江大学 2014
[2]70MPa复合材料氢气瓶液压疲劳试验装置及压力和温度控制方法研究[D]. 陈虹港.浙江大学 2014
硕士论文
[1]燃料电池汽车动力系统匹配及控制策略研究[D]. 吴澈.中北大学 2016
本文编号：3604218
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