纯电动汽车驱动系统测试台的研究与开发

【摘要】：随着汽车产量的不断增加,石油资源的匮乏和环境污染问题日益明显,纯电动汽车因具有能源利用率高和绿色环保等优点,引起世界各国的广泛关注。电机驱动及控制技术是制约纯电动汽车发展的关键技术之一,因此纯电动汽车驱动系统性能测试具有重要的意义,而纯电动汽车驱动系统测试台则提供了一个解决上述关键技术的研究平台。纯电动汽车驱动系统测试台并不等同于传统的电机性能测试平台,必须考虑纯电动汽车电机驱动系统测试项目的特点,为驱动系统参数匹配和控制策略建造良好的试验平台,必须满足动态特性测试的要求,并根据国家规范对试验平台进行测试。本文围绕纯电动汽车驱动系统测试台控制策略的研究进行展开,首先对电动汽车进行了动力学分析,根据纯电动汽车行驶过程中所受的各种阻力,建立了电动汽车动力学平衡方程,并在此基础上对纯电动汽车驱动系统测试台进行了阻力分析;研究了电动汽车惯量折算方式,并对电模拟惯量控制策略进行了比较分析,在试验平台控制策略的研究现状的基础上,提出了本纯电动汽车驱动系统测试台的控制策略。根据建立的纯电动汽车测试台方案,对测试台的硬件和软件两个方面对测试台的设计进行了详尽的阐述。硬件设计部分介绍了测试台的原理图方案,并对各组成部分的作用和功能进行了分析;软件部分根据优化的电动汽车驱动系统测试台的控制策略,设计程序控制流程,对上位机软件Lab VIEW进行了介绍,完成上位机的编程并实现与电机控制器之间的通信、数据釆集以及调试的程序。最后利用上述搭建完毕的测试台对某一电机系统进行了试验测试。试验内容包括负载试验、效率试验和温升试验,完成了电机性能测试,并对测试结果与电机仿真结果和设计参数进行了对比分析,结果充分表明了设计的测试台完全可以满足电动汽车驱动系统的性能测试需求。 【关键词】：电动汽车 测试台 永磁同步电机 LabVIEW
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;TP273.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.1.1 新能源汽车产业背景11-12
• 1.1.2 纯电动汽车驱动系统测试台研究意义12-13
• 1.2 纯电动汽车驱动系统测试台研究现状13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第二章 纯电动汽车驱动系统测试台分析16-27
• 2.1 测试台方案与测功原理16-17
• 2.2 电动汽车用电机驱动系统性能分析17-22
• 2.2.1 电动汽车对电机及其控制系统的要求17-19
• 2.2.2 典型的电动汽车电机驱动系统性能比较19-22
• 2.3 永磁同步电机基本控制方法22-25
• 2.3.1 Id=0 控制22-23
• 2.3.2 最大转矩/电流比控制23-24
• 2.3.3 最大功率控制24-25
• 2.3.4 恒功率弱磁控制25
• 2.4 主要测试项目25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第三章 驱动系统测试台控制策略及建模27-39
• 3.1 纯电动汽车动力学分析27-32
• 3.1.1 汽车动力学概述27
• 3.1.2 基本量分析27-29
• 3.1.3 纯电动汽车驱动系统平衡方程29-32
• 3.2 纯电动汽车惯量模拟理论分析32-33
• 3.3 电模拟惯量控制策略33-37
• 3.3.1 测试台主轴受力分析33-34
• 3.3.2 测试台转速控制法34-35
• 3.3.3 测试台转矩控制法35-37
• 3.3.4 测试台控制策略分析37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 测试平台的设计与实现39-52
• 4.1 电机测试台总体结构39-41
• 4.2 电机测试台硬件构成41-44
• 4.3 电机测试台软件设计44-51
• 4.3.1 LabVIEW语言简介44-45
• 4.3.2 测试软件设计45-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第五章 测试台试验与数据分析52-64
• 5.1 负载试验52-57
• 5.1.1 电动工况负载测试53-55
• 5.1.2 发电工况负载测试55-57
• 5.2 效率试验57-60
• 5.3 温升试验60-62
• 5.4 电机试验结果62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 后续研究工作展望64-66
• 参考文献66-69
• 附录69-95
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果95-96
• 致谢96-97

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