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轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统研究

关注热度:352   来源:新能源学术论文  作者:许进
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【摘要】:随着环境污染和石油资源的日渐短缺,电动汽车已成为当今汽车领域研究与开发的热点,采用轮毂电机驱动方式的电动汽车摆脱了传统燃油汽车在汽车结构上的局限性,具有高能效比、简化车身结构、驱动方式多样等优点。其中,现代电动汽车控制技术是提高电动汽车实用性的一个关键环节,本文顺应当前研究热点,以轮毂电机驱动型纯电动汽车为研究对象,着眼于控制系统开发、电子差速实现。 首先本文概述了国内外电动汽车技术的发展现状,对轮毂电机驱动型纯电动汽车驱动系统关键部件—电机及其控制技术进行了研究,以无刷直流电机为驱动电机,完成电机控制原理和控制方法分析;在此基础上,提出了基于转向角控制的电子差速控制策略,进而对轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统进行总体分析和方案设计。 其次在系统硬件上,本文首先设计了双后轮驱动电动汽车控制系统硬件电路,设计并制作了电动汽车控制器,包括基于DSP芯片TMS320F2812的整车控制器、基于单片机PIC18F4580的轮毂电机驱动控制器,以及两者之间的CAN通信网络。 然后在系统软件上,本文根据已提出的轮毂电机驱动型纯电动汽车电子差速系统控制方案进行算法研究、软件实现。具体包括整车控制器AD采样、差速运算、驱动轮速度分配;轮毂电机控制器速度/电流双闭环PID调节、PWM调速和电子换相以及两者之间CAN通信网络的具体配置节点通信等。最后介绍了电动汽车样车各部件具体实施方案,并在样车上对控制系统软硬件调试,验证控制系统的性能。
【关键词】:轮毂电机驱动 无刷直流电机 电动汽车 CAN总线 电子差速控制系统
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U469.72
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-15
  • 1.1 课题背景及选题意义10
  • 1.2 电动汽车驱动方式及轮毂电机简介10-12
  • 1.3 国内外研究现状和发展趋势12-14
  • 1.3.1 国外发展现状12-13
  • 1.3.2 国内发展现状13-14
  • 1.4 研究的主要内容14-15
  • 第二章 无刷直流电机驱动控制15-28
  • 2.1 轮毂电机的选择15-16
  • 2.2 无刷直流电动机的结构16-19
  • 2.3 BLDC 电动机的工作原理19-20
  • 2.4 无刷直流电动机的数学模型20-23
  • 2.4.1 无刷直流电机的转矩控制21-23
  • 2.4.2 无刷直流点的调速控制23
  • 2.5 直流无刷电机的 PWM 调速原理及 PID 控制方法23-27
  • 2.5.1 PWM 调节原理23-24
  • 2.5.2 PID 控制方法24-27
  • 2.6 本章小结27-28
  • 第三章 电动汽车电子差速和控制系统总体方案设计28-36
  • 3.1 电动汽车电子差速控制策略研究28-31
  • 3.1.1 电子差速模型28-30
  • 3.1.2 电子差速策略30-31
  • 3.1.3 电子差速控制系统31
  • 3.2 基于双轮毂电机驱动的控制系统总体方案31-35
  • 3.2.1 控制系统的各部分组成32-34
  • 3.2.2 辅助电气系统34-35
  • 3.3 本章小结35-36
  • 第四章 控制系统软硬件设计36-62
  • 4.1 基于 DSP2812 的整车控制器设计36-45
  • 4.1.1 整车控制器硬件设计36-41
  • 4.1.2 整车控制器软件设计41-45
  • 4.2 电机驱动控制器及 IGBT 驱动设计45-59
  • 4.2.1 电机驱动控制器及 IGBT 驱动硬件设计46-51
  • 4.2.2 电机驱动控制器软件设计51-59
  • 4.3 CAN 总线通信设计59-61
  • 4.3.1 CAN 总线通信网络结构59-60
  • 4.3.2 CAN 总线通信协议60-61
  • 4.4 本章小结61-62
  • 第五章 电动汽车样车实施方案及控制系统测试62-73
  • 5.1 电动汽车样车实施方案62-69
  • 5.1.1 电动汽车样车转向机构62-63
  • 5.1.2 电动汽车样车指令输入63-65
  • 5.1.3 车载电池及 DC/DC 模块65-66
  • 5.1.4 整车控制器与电机驱动控制器66-67
  • 5.1.5 轮毂电机安装67-68
  • 5.1.6 电动汽车实体68-69
  • 5.2 样车实验与仿真69-72
  • 5.2.1 PWM 输出测试69-70
  • 5.2.2 电机转速输出与加速指令输入的关系70-72
  • 5.3 本章小结72-73
  • 第六章 总结与展望73-75
  • 6.1 全文总结73
  • 6.2 不足与展望73-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-79
  • 附录79-86


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关键词: 轮毂电机驱动

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