纯电动汽车驱动与充电一体化控制系统研究

发布时间：2023-03-10 22:15

　　目前,电动汽车的电机驱动器、车载高压电池充电器几乎都是两个分离的装置,这种布置方式浪费了车载空间,推高了汽车成本。本课题以电机驱动器与车载高压电池充电器为主要研究对象,结合半功率升压技术与逆变技术,对纯电动汽车驱动充电一体化集成控制进行研究。首先,针对电动汽车驱动电机进行研究。对永磁同步电机分别在三相、两相坐标系下进行数学建模,在分析了各模型应用特点的基础上,分析了现有永磁同步电机的控制策略,提出了一种针对电动汽车需求的永磁同步驱动电机控制策略：最大力矩电流和弱磁控制相结合的控制方式。其次,对双向DC/DC变换器进行研究,重点分别对升压斩波电路和降压斩波电路进行研究,并结合本课题的主要创新点提出半功率升压DC/DC与逆变桥的协调控制策略,使其达到最优调制比。在此基础上搭建了MATLAB/Simulink环境下的永磁同步电机矢量控制仿真模型和DC/DC升压控制仿真并对仿真结果进行分析。再次,以纯电动汽车驱动充电一体化的拓扑结构为核心,设计了整个系统硬件电路。根据电动汽车的要求完成了档位设计电路、电子油门电路、电流与电压的检测电路以及通讯电路等电路的设计。同时考虑到系统的防干扰,对其进行了...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 纯电动汽车中各种驱动电机性能比较和选择
    1.4 永磁同步电机的控制方法的选定
    1.5 本文的主要研究内容与章节安排
    1.6 本章小结
第2章 永磁同步电机控制策略
    2.1 永磁同步电机(PMSM)的数学模型建立条件
    2.2 永磁同步电机数学模型
        2.2.1 三相静止坐标系中的电机数学模型
        2.2.2 α-β坐标系中的电机数学模型
        2.2.3 d-q-0同步旋转坐标系中的电机数学模型
    2.3 永磁同步电机的矢量控制
    2.4 永磁同步电机矢量控制策略
    2.5 电动汽车驱动控制策略
    2.6 本章小结
第3章 半功率升压DC/DC及其控制策略
    3.1 主电路设计
    3.2 升压斩波控制策略
    3.3 反向降压斩波控制策略
    3.4 半功率升压DC/DC与逆变桥的协调控制
    3.5 DC/DC控制仿真
    3.6 本章小结
第4章 电机控制系统仿真
    4.1 基于双向半功率升压DC/DC的MATLAB Simlink的仿真建模
    4.2 永磁同步电机矢量控制系统框图
    4.3 矢量控制系统仿真模型
        4.3.1 坐标变换
        4.3.2 SVPWM模块
        4.3.3 矢量控制仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 电动汽车控制系统硬件电路设计
    5.1 控制器硬件系统主电路设计
    5.2 永磁同步电机矢量控制系统的硬件设计
    5.3 核心器件的参数计算与选型
        5.3.1 主控芯片
        5.3.2 电机编码器
        5.3.3 驱动模块
        5.3.4 母线电容
        5.3.5 电流传感器
        5.3.6 通讯模块
    5.4 检测电路
        5.4.1 转子位置检测电路
        5.4.2 电动汽车档位设计
        5.4.3 电子油门电路
        5.4.4 电流检测设计
        5.4.5 电压检测设计
        5.4.6 驱动/充电手动开关切换
    5.5 系统保护电路
        5.5.1 过流保护
        5.5.2 过压保护电路
        5.5.3 电机温度保护
    5.6 硬件防干扰研究
        5.6.1 控制电源的抗干扰设计
        5.6.2 控制电路PCB线路设计
        5.6.3 控制电路的接地设计
    5.7 本章小结
第6章 系统软件设计
    6.1 控制策略的开发基础
        6.1.1 基于Code Composer Studio的开发技术
    6.2 电机控制器的程序设计
        6.2.1 电机控制器主程序
        6.2.2 功能子程序
    6.3 中断服务程序设计
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
附录 SVPWM源程序
攻读学位期间取得的科研成果目录
致谢



本文编号：3758660