电动汽车动力驱动系统控制研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenyanzhao12
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为了解决全球环境污染和能源不足问题,开发研究电动汽车是汽车领域发展的必然趋势。目前的电动汽车普遍采用直流电机和固定速比的变速器作为动力驱动系统,容易产生加速性能差、行驶速度慢、爬坡度低等问题,而变速比传动系统低档可在低速时输出大扭矩,易于启动、加速和爬坡,而高档可在高速时输出大功率,便于中高速行驶,适合应用于电动汽车的动力驱动系统。另外,开关磁阻电机具有启动扭矩大、工作效率高、可靠性高、成本较低等优点,适合应用于新能源电动汽车。本课题提出采用开关磁阻电机和两档自动变速器作为电动汽车动力驱动系统组成部分,一档用于加速、爬坡等工况,二档用于电动汽车的中高速行驶。但是手动控制该两档自动变速器,会因驾驶员的操作差异而不能实现两个档位之间的最佳切换。本课题又提出采用电磁作动器来完成自动换挡工作,既方便快捷又能满足燃油经济性和动力性的需求。首先,本论文分析开关磁阻电机的结构特点、数学模型和运行特性,在Simulink中建立电机模型,选择PID控制、模糊控制、模糊PID控制三种不同控制策略,分析电机的控制效果差异。其次,分析两档自动变速器的工作原理,研究换挡时变速器的动力传递路线。根据变速器换挡需要的力和行程,在Workbench中建立电磁作动器仿真模型,根据仿真模型材料和数据来设计作动器。为了保证电动汽车行驶时,快速准确的完成换挡工作,设计电控装置准确检测档位位置和控制换挡实现。然后,设计开关磁阻电机控制系统。基于数字信号处理器TMS320F28335对开关磁阻电机的控制硬件设计,设计功率驱动、电流采集、捕获转速等电路并制作PCB板,完成与DSP28335功能引脚对接。编写集成ADC、CAP、PWM、GPIO及中断等模块的软件控制系统,结合硬件电路及其软件设计,对电机的运行进行调试。最后将本课题设计的动力驱动系统进行台架实验,检测开关磁阻电机在空载和负载条件下的运行特性,测量电磁作动器控制自动变速器的换挡时间,最后通过测量最高车速和加速时间来验证该系统的动力性。
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