论文部分内容阅读
纯电动汽车具有环保、节能等众多优点,是汽车行业未来发展的趋势。驱动电机控制器(Motor Control Unit,MCU)作为电动汽车的核心部件,在设计和开发过程对其进行全面的功能测试是必不可少的流程。目前最先进的方法是使用功率级硬件在环系统对MCU进行测试,由于其主要完成的是对真实电机及其负载的模拟,所以又称之为电机模拟器(Electric Machine Emulator,EME)。基于DSP平台实现EME来完成对MCU的测试是一种低成本且简单有效的方法。论文从EME的原理设计和现有平台存在的问题展开研究,期望为车用驱动电机模拟器的设计实现提供参考和理论指导。论文系统地分析了EME的原理,包括EME数学模型的推导、EME电流控制策略的推导及影响因素分析、EME电机模型离散化方法的选择等。通过仿真验证了理想状态下EME原理分析的正确性。发现了实际中影响基于DSP平台的EME模拟精度的两个因素。分析了MCU逆变器寄生电容和开关管以及二极管导通压降使端电压占空比和幅值发生变化的原理,推导了EME逆变器输出电压畸变的过程和电压偏差公式。通过仿真验证分析了MCU端电压采集误差和EME逆变器输出电压畸变对EME模拟精度的影响。针对现有平台存在的问题,论文提出了一种逆变器端电压精确采集的方法,以及一种基于此的逆变器畸变电压补偿策略。对实现端电压精确采集的电路进行了详细的设计分析。相较于现有补偿方法,所提出的电压补偿策略无需判断电流极性,且补偿过程更为简单精确,仿真验证了提出补偿策略的有效性。为验证本文的理论推导和方法策略,设计搭建了基于DSP的EME实验平台,设计了EME系统的程序流程。分析了MCU端电压的采集效果,基于采集到的MCU等效端电压实现了EME的稳定运行。通过分析实验结果得出了MCU和EME逆变器输出的畸变电压会同时影响EME模拟精度的结论。采用了提出的电压补偿对MCU和EME逆变器进行补偿,最终EME实际电流波形与真实电机几乎相同,证明了本文对EME实验结果分析的正确性以及提出的方法和策略的有效性。