纯电动汽车电动驱动桥设计与试验

【摘要】：伴随着能源危机和环保意识的增强,特别是2014下半年全国大范围出现雾霾天气,促使人们加大对纯电动汽车的关注度。国内外有实力的传统汽车商往往将产品定位较高,很难在大众消费群体中普及,小微型纯电动汽车以及纯电动环保车辆作为中高端纯电动汽车的补充将迎来很大的发展潜力,这类纯电动汽车具有结构紧凑,质量较轻,成本低等优点。而电动驱动桥则是这类纯电动汽车的核心构件,包括电动驱动桥机械结构及其驱动控制系统。如何在满足设计性能要求下保证电动驱动桥结构具有足够的强度以及驱动控制系统具有良好的控制性能,是本文研究的重点。在确定设计对象的基本性能要求参数后,论文从电动驱动桥机械结构和驱动控制器系统两方面进行了设计。在分析确定了电机与驱动桥布置方式基础上,进行了电动驱动桥的设计,主要包括半轴、主减速器、差速器和桥壳等部件。根据汽车运行时三种典型工况分析法,由理论计算确定了各部件的基本参数；在CATIA中建立了电动驱动桥虚拟样机；结合有限元分析方法对各部件进行了强度和疲劳校核。驱动控制系统的设计是从永磁无刷直流电机的数学模型开始的,根据电机的数学模型运用Matlab/Simulink工具箱建立了转速环、电流环双闭环PI的控制系统模型,并得出仿真波形,为驱动控制系统软硬件设计提供了主要依据；其次进行了控制系统的硬件设计,并分析其中电源供电及检测模块,光电隔离及功率驱动模块,电流限流及反馈模块和霍尔信号检测模块等；阐述了驱动控制系统的软件实现方案,并给出了主程序流程图和部分子程序流程图。为验证理论分析的准确性和方案的可行性,完成了电动驱动桥样机和驱动控制器的制造,并在实验室中基于NI数据采集系统搭建了驱动控制器试验台。采集了电机运转波形如转矩、转速波形,并对波形进行了分析,控制性能达到了设计目的和要求,整个电动驱动桥设计具有一定的实用价值。 【关键词】：电动驱动桥 PI控制 脉宽调制 数据采集
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-16
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 研究意义14-15
• 1.3 本文研究的主要内容15
• 1.4 本章小结15-16
• 第二章 纯电动汽车驱动桥总成介绍16-20
• 2.1 纯电动汽车驱动桥总成工作原理简介16-18
• 2.2 纯电动汽车驱动桥总成方案分析18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第三章 驱动桥机械结构设计20-41
• 3.1 驱动桥工况分析22-32
• 3.1.1 半轴设计22
• 3.1.2 主减速器设计22-28
• 3.1.3 差速器选型28-30
• 3.1.4 桥壳设计30-32
• 3.2 有限元分析32-39
• 3.2.1 桥壳分析32-33
• 3.2.2 主减速器分析33-39
• 3.2.3 半轴分析39
• 3.3 本章小结39-41
• 第四章 驱动桥控制器设计41-64
• 4.1 驱动电机确定41-42
• 4.2 永磁无刷直流电机工作原理42-43
• 4.3 永磁无刷直流电机数学模型43-51
• 4.3.1 微分方程43-44
• 4.3.2 运动方程44-45
• 4.3.3 基于Matlab/Simulink仿真模型45
• 4.3.4 基于Matlab/Simulink仿真模型45-49
• 4.3.5 仿真实验49-51
• 4.4 控制器硬件51-57
• 4.4.1 STM32F107VC芯片51-52
• 4.4.2 电源及检测模块52-53
• 4.4.3 光电隔离及功率驱动电路53-55
• 4.4.4 限流电路和电流反馈电路55-56
• 4.4.5 霍尔位置采集电路56-57
• 4.5 控制器软件57-63
• 4.5.1 程序开发环境简介57-58
• 4.5.2 软件方案设计58-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 试验64-73
• 5.1 样机制造64-65
• 5.2 程序调试与试验65-71
• 5.3 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 后续研究工作展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 作者简介79-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文专利及参与项目80

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

Experiments Study on Charge Technology of Lead-Acid Electric Vehicle Batteries    李雯;张承宁;

锂离子二次电池充电方法的研究进展    罗卓;

蚌埠市电动自行车充电站的现状和前景的调研    王佳佳;孙玉涛;

电动车用锂电池车载充电机的研制    梅建伟;蒋伟荣;程登良;张凯;

基于Profibus-PA的多通道温度变送器设计    包伟华;章俊辉;夏飞;孙波;

新型智能电动汽车充电器的设计    夏政伟;张伟民;

基于PIC电动汽车充电器设计    王春雨;杨年法;

直流电源分配柜告警系统的设计    贾英新;杨智明;刘远;

电动汽车充电技术研究    王刚;周荣;乔维高;

电动车用锂电池单级车载充电机的研制    梅建伟;蒋伟荣;程登良;张凯;

采用神经网络预测和变结构模糊控制的铅酸蓄电池最优充电技术研究    李敬兆

VRLA蓄电池变电流间歇快速充电方法    陈体衔,甄春花

移相谐振PWM技术的研究    赵珂

蓄电池快速充电模糊控制的初步探讨    童晓阳,童晓霞

车辆驱动桥噪声控制研究    廖发良;

驱动桥时变不确定性设计    唐歌腾;石博强;赵志国;付薛洁;李藤飞;

驱动桥常见故障的原因分析及排除    郝伟;

驱动桥的整体有限元动态模拟    郭年程;史文库;刘文军;荣如松;徐忠诚;

驱动桥总成密封检测技术的研究和应用    李春雨;冯德富;

拖拉机的驱动桥特性    方在华;张文春;

翻斗车驱动桥的改进设计    王雅慧

起重机转向驱动桥架机械加工工艺性分析    卢天祥

驱动桥总成在线检测计算机测控系统研究    林军,周晓军,陈子辰,陈庆春

驱动桥集成建模系统概要设计    陈效华,余剑飞,龙思源

东风商用车驱动桥走保期的磨损工况监测    何大礼;

多轴越野汽车用三联驱动桥的开发    王夕玉;许电波;庞贵奇;张子强;

DF PICKUP后驱动桥的设计改进    胡松峰;张明旭;

DF PICKUP后驱动桥的设计改进    胡松峰;张明旭;

商用车驱动桥亮模态分析与疲劳估计    蒋伍;贺岩松;李伟;

载重车驱动桥桥壳有限元分析    马浩;王丰元;纪国清;王慧;

基于前驱动桥的电动汽车耦合振动研究    薛玉春;薛震;张义民;

驱动桥的历史    本报记者 杨秀峰

汽车驱动桥故障诊断口诀    李春成，查道军

驱动桥产品设计制造出现新变化    天工

国内驱动桥技术特点    本报记者 杨秀峰

一拖大马力拖拉机前驱动桥填补国内空白    通讯员 罗晓

高新技术引领企业高速奔跑    记者　白娟

国外工程机械出现新特点    肖锋

协同优化理论及其在铰接式自卸车驱动桥设计中的应用    仝令胜

交叉型乘用车驱动桥传动效率研究    蒋碌权

装载机驱动桥结构有限元分析与动态仿真    万一品

基于统计分析的5吨装载机驱动桥可靠性研究    刘淑强

微型车驱动桥试验系统关键技术研究    仝博

纯电动汽车电动驱动桥设计与试验    俞传阳

商用车驱动桥总成综合检测系统的设计与研究    柳杨

重型车辆驱动桥总成齿轮疲劳测试系统的研究与开发    王军年

基于有限元法的微型车驱动桥结构分析及疲劳寿命预测研究    郑慧林

面向网络的驱动桥协同设计平台及其关键技术研究    刘虎

重卡驱动桥传动系疲劳寿命预测    魏瑞