一種新型混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)設計、仿真及電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究.pdf

1、混合動力汽車融合了內(nèi)燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，是解決能源短缺和改善環(huán)境的有效手段之一，也是當代汽車發(fā)展的重要方向，被列入了我國“十五”863計劃和國家有關推廣計劃中，對混合動力汽車關鍵技術的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。論文在全面分析了混合動力電動汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢的基礎上，以一種新型混合動力汽車HFC6500HEV為研究對象，進行了混合動力系統(tǒng)的控制策略、電機驅(qū)動系統(tǒng)等方面的研究。 首先，對并聯(lián)混合動力汽車的工作模式進行了分析

2、，推導了功率混合動力系統(tǒng)功率流約束條件，對并聯(lián)混合動力電動汽車進行了動力學分析，并在汽車布局限制的約束條件下，對HFC6500HEV的動力驅(qū)動系統(tǒng)進行了設計，根據(jù)客觀條件和設計要求，確定了電機、電池的參數(shù)，并根據(jù)HEV的實際運行狀態(tài)，制定了多能源系統(tǒng)的工作模式。 第二、根據(jù)所開發(fā)的混合動力電動汽車的實際數(shù)據(jù)和系統(tǒng)結構，在ADVISOR平臺上，建立了HFC6500HEV的部件和整車模型，在混合控制策略分析的基礎上，考慮在市區(qū)和高速

3、兩種工況循環(huán)下，分別對HFC6500HEV進行了電氣輔助和模糊燃油最優(yōu)的控制策略的仿真分析，并和傳統(tǒng)的內(nèi)燃汽車進行了同等條件下的比較分析，仿真結果表明HEFC6500HEV整車結構合理，采用混合控制比傳統(tǒng)的內(nèi)燃汽車在燃油和排放方面均有有效的改善。 第三、在Matlab/Simulink平臺上建立了無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)模型，提出無刷直流電機的模糊自適應-PI控制，根據(jù)偏差和偏差變化率，在線修改PI的積分時間常數(shù)和比例系數(shù)，控

4、制PWM輸出信號，獲得了很好的控制效果。 第四、對開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)的電動和制動進行了分析，提出了開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)仿真建模的新方法，在Matlab/Simulink中，建立了獨立的功能模塊，再進行功能模塊的有機整合，搭建了開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真模型，仿真結果表明了該方法的合理性，有效性，為實際電機驅(qū)動系統(tǒng)的設計和調(diào)試提供了新的思路和借鑒。 第五、在Matlab/Simulink平臺上建立了永磁直流電動機的PWM

5、驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)模型，考慮到永磁電機對溫度的敏感性，建立了動態(tài)的溫升模型，同時在模型里，引入了溫度對電機參數(shù)的修正。 第六、根據(jù)混合動力的工作模式，針對電機電動和回饋制動兩種運行狀態(tài)，提出了雙模PWM電流控制策略，在電動運行時，采用PI調(diào)節(jié)和受限單極PWM控制，在制動過程中，根據(jù)通常的PWM控制不能對回饋電流峰值進行有效的控制而可能損壞電池，本文提出采用電流滯環(huán)控制，仿真表明，該控制效果要好于PWM控制回饋制動。 第七、以

6、16位DSP、CAN總線通訊為技術特征，設計了整車控制系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)應用。基于IPM智能功率模塊設計了H橋PWM功率變換器，可以使電機在四象限運行，根據(jù)汽車對EMC的嚴格要求，對驅(qū)動系統(tǒng)進行了電磁兼容的設計。 第八、在研究CAN總線協(xié)議原理和SAEJl939編碼定義規(guī)則的基礎上，為滿足混合動力電動汽車控制策略需要，設計了HFEC6500HEV的總線應用層協(xié)議。參照SAEJl939，在CAN2.0B的基礎上對標準幀的仲裁域進行