基于電動汽車復合電源直流母線電壓控制的PMSM-DTC系統(tǒng)研究.pdf

1、針對電動汽車實際行駛過程中對動力電源有高比能量和高比功率的需求，根據(jù)蓄電池和超級電容的特點，建立了蓄電池和超級電容組成的復合電源系統(tǒng)。由于蓄電池和超級電容兩種電源的特性存在較大差異，尤其是超級電容的輸出特性很軟，所以它們不能直接進行匹配，需要通過雙向DC/DC變換器連接在直流母線上。由于受直流母線電壓和逆變器輸出電流的限制，永磁同步電機穩(wěn)態(tài)運行時其定子電壓和電流都要受到限制，從而影響了電機驅(qū)動系統(tǒng)在恒轉(zhuǎn)矩工作時最大轉(zhuǎn)速及輸出轉(zhuǎn)矩范圍。然

2、而，電動汽車需要電機能夠工作在更高的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這就要求電機能夠在直流母線電壓的限制下工作在恒功率區(qū)并平穩(wěn)運行在基速以上。
　　首先，在介紹了坐標變換的原理及永磁同步電機在三種坐標系下的數(shù)學模型基礎上，詳細分析了傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理。針對傳統(tǒng)的基于開關表的直接轉(zhuǎn)矩控制的缺點，研究了基于空間電壓矢量調(diào)制法的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)。
　　其次，采用了蓄電池和超級電容通過雙向半橋DC/DC變換器以并聯(lián)的方式構(gòu)成的復合電

3、源，提供穩(wěn)定的直流母線電壓，減小直流母線電壓波動對電機工作特性的影響。根據(jù)蓄電池高比能量和超級電容高比功率的特點，研究了以負載功率的變化速率為判斷依據(jù)的功率分配方法。超級電容在電動汽車加減速期間能夠提供或者吸收瞬時功率，減小了蓄電池的大電流充放電電流，從而有效抑制了負載變化對直流母線造成的沖擊，實現(xiàn)了直流母線電壓的穩(wěn)定控制。
　　最后，為了提高在復合電源直流母線電壓和逆變器容量的限制下電動汽車的行駛速度，根據(jù)直流母線電壓的反饋來判