轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统研究

【摘要】：随着环境污染和石油资源的日渐短缺，电动汽车已成为当今汽车领域研究与开发的热点，采用轮毂电机驱动方式的电动汽车摆脱了传统燃油汽车在汽车结构上的局限性，具有高能效比、简化车身结构、驱动方式多样等优点。其中，现代电动汽车控制技术是提高电动汽车实用性的一个关键环节，本文顺应当前研究热点，以轮毂电机驱动型纯电动汽车为研究对象，着眼于控制系统开发、电子差速实现。 首先本文概述了国内外电动汽车技术的发展现状，对轮毂电机驱动型纯电动汽车驱动系统关键部件—电机及其控制技术进行了研究，以无刷直流电机为驱动电机，完成电机控制原理和控制方法分析；在此基础上，提出了基于转向角控制的电子差速控制策略，进而对轮毂电机驱动型纯电动汽车控制系统进行总体分析和方案设计。 其次在系统硬件上，本文首先设计了双后轮驱动电动汽车控制系统硬件电路，设计并制作了电动汽车控制器，包括基于DSP芯片TMS320F2812的整车控制器、基于单片机PIC18F4580的轮毂电机驱动控制器，以及两者之间的CAN通信网络。 然后在系统软件上，本文根据已提出的轮毂电机驱动型纯电动汽车电子差速系统控制方案进行算法研究、软件实现。具体包括整车控制器AD采样、差速运算、驱动轮速度分配；轮毂电机控制器速度/电流双闭环PID调节、PWM调速和电子换相以及两者之间CAN通信网络的具体配置节点通信等。最后介绍了电动汽车样车各部件具体实施方案，并在样车上对控制系统软硬件调试，验证控制系统的性能。 【关键词】：轮毂电机驱动 无刷直流电机 电动汽车 CAN总线 电子差速控制系统
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及选题意义10
• 1.2 电动汽车驱动方式及轮毂电机简介10-12
• 1.3 国内外研究现状和发展趋势12-14
• 1.3.1 国外发展现状12-13
• 1.3.2 国内发展现状13-14
• 1.4 研究的主要内容14-15
• 第二章 无刷直流电机驱动控制15-28
• 2.1 轮毂电机的选择15-16
• 2.2 无刷直流电动机的结构16-19
• 2.3 BLDC 电动机的工作原理19-20
• 2.4 无刷直流电动机的数学模型20-23
• 2.4.1 无刷直流电机的转矩控制21-23
• 2.4.2 无刷直流点的调速控制23
• 2.5 直流无刷电机的 PWM 调速原理及 PID 控制方法23-27
• 2.5.1 PWM 调节原理23-24
• 2.5.2 PID 控制方法24-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 电动汽车电子差速和控制系统总体方案设计28-36
• 3.1 电动汽车电子差速控制策略研究28-31
• 3.1.1 电子差速模型28-30
• 3.1.2 电子差速策略30-31
• 3.1.3 电子差速控制系统31
• 3.2 基于双轮毂电机驱动的控制系统总体方案31-35
• 3.2.1 控制系统的各部分组成32-34
• 3.2.2 辅助电气系统34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第四章 控制系统软硬件设计36-62
• 4.1 基于 DSP2812 的整车控制器设计36-45
• 4.1.1 整车控制器硬件设计36-41
• 4.1.2 整车控制器软件设计41-45
• 4.2 电机驱动控制器及 IGBT 驱动设计45-59
• 4.2.1 电机驱动控制器及 IGBT 驱动硬件设计46-51
• 4.2.2 电机驱动控制器软件设计51-59
• 4.3 CAN 总线通信设计59-61
• 4.3.1 CAN 总线通信网络结构59-60
• 4.3.2 CAN 总线通信协议60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 电动汽车样车实施方案及控制系统测试62-73
• 5.1 电动汽车样车实施方案62-69
• 5.1.1 电动汽车样车转向机构62-63
• 5.1.2 电动汽车样车指令输入63-65
• 5.1.3 车载电池及 DC/DC 模块65-66
• 5.1.4 整车控制器与电机驱动控制器66-67
• 5.1.5 轮毂电机安装67-68
• 5.1.6 电动汽车实体68-69
• 5.2 样车实验与仿真69-72
• 5.2.1 PWM 输出测试69-70
• 5.2.2 电机转速输出与加速指令输入的关系70-72
• 5.3 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 全文总结73
• 6.2 不足与展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录79-86

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

IR2110在驱动大中功率IGBT模块中的应用    陶海敏,何湘宁

四轮毂电机电动车的电子差速控制方法    周勇;李声晋;田海波;方宗德;周奇勋;

自举式IR2110集成驱动电路的特殊应用    马瑞卿,刘卫国

基于PIC18F4580单片机实现瞬态转速测量的设计与应用    刘仁春;

轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机扭矩分配算法的仿真和评价    熊璐;余卓平;

基于改进人工免疫算法的PID参数优化研究    刘国联;谭冠政;何燕;

CAN总线和基于CAN总线的高层协议    王桂荣,钱剑敏

四驱混合动力汽车车轮转矩分配策略的研究    朱建新;郑荣良;申其壮;何仕品;

全球汽车保有量与中国汽车保有量    本刊编辑部;

CAN总线及其高层协议    孙铁兵;鞠宁;

基于DSP的新型电网铁磁谐振监测与保护系统的研究    张勋友;孙佐;

基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现    周斌;陈伟海;于守谦;

智能型遮阳控制系统的研究及构建    陈一飞

串联式混合动力电动汽车电机控制系统研究    牛礼民;冯能莲;陈龙;杨启耀;

新型电力系统铁磁谐振保护装置的研究    张勋友;孙佐;

基于PC控制的智能机械手控制系统    卓树峰;黄净晴;

基于单片机的电阻炉温度控制系统    赵爱玲;黄景涛;

基于CAN驱动器的UART扩展应用    张倩;尤向阳;

浅析数字信号处理器发展与应用    邵淑华;张晓红;李国彬;

浅析数字信号处理器发展与应用    邵淑华;张晓红;李国彬;

模糊/PID控制器的设计及仿真研究    张亮;

点焊逆变电源的恒峰值电流控制    方飞;张勇;谢红霞;

汽车空调控制器的设计    朱昱;罗峰;孙泽昌;

基于PLC的液位模糊自适应PID控制研究与应用    罗庚兴;

参数自整定模糊PID微型燃机转速控制系统的设计    曲娜;

数字技术在石英晶体振荡器中的应用    蒋松涛;

一种基于DSP的超声波电动机控制器    尧波;王心坚;金龙;王敏才;胡敏强;

采用P调节的超声波电机快速定位系统    陈慧;翟晓军;金龙;

基于PID算法的压力控制系统综述    王艳宾;陈完年;王小东;王大承;

电压-转角机电伺服控制系统仿真研究    王乔义;匡兵;黄美发;赵美静;

金属带式无级变速器控制系统和控制策略研究    杨新桦

波浪运动升沉补偿液压平台关键问题试验研究    曾智刚

基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究    张红兵

冷变换器原理及其在低品位热驱动制冷系统中的应用研究    何丽娟

直拉式单晶硅生长炉的关键技术研究    曹建伟

四频差动激光陀螺相关技术研究    杨建强

太阳能新风系统设计与控制方法研究    杨军

啮合式电动机的基础研究    吕新明

小型车载稳定平台控制方法研究    陈爱武

基于四轮协调的电动轮车辆纵横向耦合动力学控制研究    喻厚宇

真空差压铸造系统加压模型建立与控制算法设计    马爱清

基于DSP的三相四线制有源电力滤波器的研究    张云波

基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计    刘鲁艳

注塑机械手控制系统设计研究    丁鉴彬

模糊控制技术在热风炉温控系统中的应用研究    黄磊

智能轮式移动机器人的控制系统设计    李志欣

气垫式流浆箱智能解耦控制系统    徐玉颖

基于模糊PID的叶腊石烤箱温度控制系统研究    李保强

城市二次供水智能控制系统的研究与开发    孔祥伟

PID参数整定技术的研究及应用    刘玲玲

混合动力电动汽车直流无刷机的高温保护措施    刘方铭;姚震;李优新;黎勉;梁秀玲;王鸿贵;何鸿肃;

现场总线中三种基本通讯模式的分析    常弘,樊波,薛钧义

两轮电动车用电机及驱动方式    陈家新

无刷直流电动机的绕组联接和相数选择    曹荣昌

永磁无刷直流电动机定子裂比的分析与优化    沈建新,陈永校

带有“负偏压”的IR2110驱动器    张纯江,赵清林,张金泉

DSP2407在电动车电子差速控制中的应用    葛英辉,李春生,倪光正

减速驱动方式在电动车中的应用    杨邦鼎,杨雷

先进战斗机控制分配方法研究进展    杨恩泉,高金源

遗传算法在PID控制器参数寻优中的应用    江敏;陈一民;

轮毂式电动汽车驱动系统发展综述    王玲珑;黄妙华;

轮毂式电动汽车驱动系统发展综述    王玲珑;黄妙华;

轮毂式电动汽车驱动系统的研究与开发    王玲珑;黄妙华;

原地转向电动汽车参数化模型的建立    卓桂荣,余卓平,陈辛波

轮毂电机式纯电动汽车平台的建立    柴陆路;刘洲辉;罗寥;

新的电动车用两相永磁无刷轮毂电动机的研究    葛英辉,严迪群,倪光正

电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势    褚文强;辜承林;

基于轮毂电机驱动的全方位移动平台    陆琦;沈林勇;章亚男;钱晋武;

采用镍氢电池和稀土轮毂电机的悍马牌电动自行车    石忠东

DSP2407在电动车电子差速控制中的应用    葛英辉,李春生,倪光正

具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能轮毂电机    王贵明;王金懿;

轮毂电机驱动电动车的测试环境开发研究    陈慧;卓桂荣;艾婷婷;

兼有电动、发电回馈和电磁制动多功能的电动汽车轮毂电机    王贵明;王金懿;

四轮驱动四轮转向的汽车电子差速转向控制    王贵明;王金懿;

轻度混合动力摩托车动力配置与控制系统    钱晓胜;

基于LuGre动态模型的车轮独立驱动控制研究    阮久宏;杨福广;邱绪云;李贻斌;

电动汽车轮毂式驱动电机有限元分析    尚军军;杨庆生;

通用Sequel启动未来汽车    杨娜

通用看好中国汽车新能源市场    陈雄亮

“狮威”电动汽车核心技术国际领先    蒋中意

我国发展电动汽车有优势    董小荣

李春晓：我国拥有轮毂驱动电动汽车自主知识产权者    李霞

12个产品入选省中小企业专利新品    朱敏丽

新大洋：创新潮中掀狂澜    本报记者 牟同飞颜琪 喻鸿彪

电动汽车翻越三道“坡”    黄汝青

电动汽车 呼唤“政策引擎”    张小明

豪华背后的技术比拼    赵 伟

轮毂电机驱动电动汽车的电制动特性研究    杨宇

高转矩永磁轮毂电机磁系统的研究    宫海龙

内置悬置的轮毂电机驱动系统动力学特性及结构优化    谭迪

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究    卢东斌

线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究    李刚

轮毂电机驱动电动汽车联合制动的模糊自整定PID控制方法研究    林辉

四轮驱动微型电动车整车控制    谷靖

布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制研究    陈禹行

电动自行车用轮毂电机设计及其特性研究    王殿明

新型轮毂电机的结构设计与拓扑优化及实验台架的设计    陈遵友

永磁同步轮毂电机发热及散热问题的研究    梁培鑫

面向损耗模拟的直流无刷轮毂电机内部温度预测研究    李祥杰

直流无刷轮毂电机损耗与内部温度场有限元分析    李西云

电动汽车用轮毂电机温度场的分析与计算    贾珍珍

电动汽车用直驱式轮毂电机的研究    吴应军

基于“电动车轮毂电机项目”的可行性分析    李键

新型横向磁通轮毂电机直驱系统专用电磁离合器研究    吴迪

基于轮毂电机的四轮驱动差速转向控制系统的研究    邱恒浪