混合动力汽车驱动电机控制系统及性能的研究

【摘要】：混合动力汽车作为解决汽车节能、降低排放的汽车工业新技术,具有低污染和低油耗的特点,成为国际、国内汽车发展的新热点。驱动电机作为混合动力汽车中的主要部件,在混合动力汽车中起着至关重要的作用,对其进行研究具有重要的理论和现实意义。永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,正逐步成为混合动力汽车传动中所使用的首选电机。 本论文主要围绕混联式混合动力汽车用永磁同步电机(PMSM)展开,所作的工作主要包括以下几个部分: 1.对不同类型电机进行比较,给出选择永磁同步电机(PMSM)作为混合动力汽车的驱动电机的理由。 2.在永磁同步电机数学模型的基础上,比较常用的几种电流矢量控制方法,在此基础上给出了最大功率弱磁的算法,同时给出了混合动力汽车全速范围内PMSM的电流控制策略:低速时采用最大转矩/电流控制,高速时采用最大功率弱磁控制。 3.在Matlab/Simulink平台上建立PMSM模型,对电动汽车几种运行情况下PMSM的工作情况进行仿真和分析。 4.具体结合混合动力汽车的结构,详细分析混合动力汽车各种工况模式下电机的工作状态以及能量分配方式,并在汽车仿真软件平台上进行初步仿真。 5.对电机系统在具体样车各工况下进行测试,给出相应的试验结果。 论文的重点工作在第2项对永磁同步电机电流控制方式的分析研究和第4、5项对于永磁同步电机在混联式混合动力汽车上实际运行的分析与研究上。 【关键词】：永磁同步电机(PMSM) 最大转矩/电流控制 最大功率弱磁控制 混合动力汽车 Matlab/Simulink仿真 测试分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景8
• 1.2 混合动力汽车及其驱动电机概述8-13
• 1.2.1 混合动力电动汽车的优点8-9
• 1.2.2 混合动力电动汽车的混合形式9-10
• 1.2.3 电动汽车驱动电机的要求10-11
• 1.2.4 电动汽车用电机的比较与选择11-13
• 1.3 本章小结13-14
• 第2章 混合动力车用永磁同步电机矢量控制研究14-33
• 2.1 引言14
• 2.2 PMSM的数学模型14-20
• 2.2.1 PMSM在三相定子坐标系的数学模型15
• 2.2.2 PMSM在同步旋转坐标系的数学模型15-18
• 2.2.3 PMSM的简化数学模型18-19
• 2.2.4 PMSM的参数定义19-20
• 2.3 永磁同步电机电流控制策略20-24
• 2.3.1 矢量i_d=0控制策略20-21
• 2.3.2 单位电流最大转矩控制策略21-23
• 2.3.3 恒磁通控制策略23-24
• 2.3.4 电流控制策略的比较24
• 2.4 弱磁控制24-32
• 2.4.1 普通弱磁控制25-26
• 2.4.2 最大功率弱磁控制26-31
• 2.4.3 弱磁控制小结31-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第3章 混合动力车用永磁同步电机系统的MATLAB/Simulink仿真33-40
• 3.1 引言33
• 3.2 永磁同步电机Matlab/Simulink仿真33-39
• 3.2.1 电动机运行状态时的PWM电路的模拟33-34
• 3.2.2 永磁同步电机运行状态的仿真34-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 混合动力整车工况模式分析及ADVISOR仿真40-61
• 4.1 引言40-42
• 4.1.1 混合动力车系统构成40-41
• 4.1.2 混合动力系统能量分配41-42
• 4.2 整车工况描述42-52
• 4.2.1 起动工况42-43
• 4.2.2 起步工况43-44
• 4.2.3 加速和上坡工况44
• 4.2.4 巡航工况44-46
• 4.2.5 滑行工况46-47
• 4.2.6 刹车制动及起步防后溜工况47-48
• 4.2.7 低速 EV工况48
• 4.2.8 倒车工况48-49
• 4.2.9 运行工况小结49-52
• 4.3 整车ADVISOR仿真52-60
• 4.3.1 HEV动力总成系统的数学模型52
• 4.3.2 混合动力电动汽车仿真软件52-53
• 4.3.3 混联式混合动力汽车的ADVISOR仿真53-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 混合动力电动汽车工作模式测试分析61-79
• 5.1 试验测试内容和方法61-63
• 5.2 测试结果分析63-78
• 5.2.1 起动过程分析63-65
• 5.2.2 EV工况分析65-66
• 5.2.3 起步工况分析66-68
• 5.2.4 加速工况分析68-71
• 5.2.5 巡航工况分析71-73
• 5.2.6 滑行工况分析73-78
• 5.3 本章小结78-79
• 结论79-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果86

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