纯电动汽车充电与驱动一体化研究

【摘要】：当今世界,能源危机和环境问题日益严重,电动汽车产品的研发受到各界的重视。然而,当前电动汽车充电与驱动技术的发展还远远不能达到电动汽车生产的低成本、高性能的要求。从长远来看,充电汽车充电与驱动技术的研发对于电动汽车行业发展日益关键,只有在该技术成熟时,其节能和环保优势才能充分体现。随着材料技术、电力电子技术、控制理论、计算机技术、微电子技术的快速发展以及电动机制造工艺水平的逐步提高,永磁同步电机控制系统具有越来越广泛的应用前景。本文选取永磁同步电机作为驱动电机,通过分析PMSM的基本类型,建立其数学模型,研究PMSM的矢量控制理论,采用SVPWM矢量控制技术,构建PMSM矢量控制系统及其仿真。在理论研究的基础上,硬件设计方面,采用TI公司的TMS320F28335控制器,对电动汽车控制系统控制器、功率变换单元、检测单元、保护电路、控制器通讯模块、电动汽车档位器、以及汽车电子油门等硬件电路进行设计。软件方面,设计控制系统软件的总体结构,子程序设计,包括位置、速度计算、电流采样与滤波、速度、电流PI控制、坐标变换软件实现等。本文通过对PMSM控制系统的研究,将DSP控制技术与矢量控制策略相结合,具有较大的研究价值。 【关键词】：电动汽车 永磁同步电机 电机驱动控制 车载电池充电
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 课题选题背景及研究意义13
• 1.2 国内外发展现状13-15
• 1.2.1 国外的发展现状13-14
• 1.2.2 国内的发展现状14-15
• 1.3 电动汽车电机的选取15
• 1.4 论文的主要工作15-17
• 2 PMSM的数学模型及矢量控制原理17-33
• 2.1 PMSM的基本结构与分类17
• 2.2 PMSM的数学模型17-22
• 2.2.1 PMSM的数学建模17-19
• 2.2.2 坐标变换19-22
• 2.3 PMSM的矢量控制22-23
• 2.4 电压空间矢量调制技术23-27
• 2.4.1 电压空间矢量调制原理23-25
• 2.4.2 SVPWM的实现25-27
• 2.5 PMSM矢量控制系统及其仿真27-32
• 2.5.1 坐标变换27-29
• 2.5.2 SVPWM模块29
• 2.5.3 矢量控制29-32
• 2.6 本章小结32-33
• 3 双向DC/DC变换器控制33-44
• 3.1 双向DC/DC变换器的拓扑结构33-34
• 3.2 DC/DC升压模式控制策略34-35
• 3.2.1 升压模式全桥DC/DC转换器工作过程分析34-35
• 3.3 降压模式控制策略研究35-43
• 3.3.1 降压模式全桥DC/DC转换器工作过程分析35-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 电动汽车控制系统硬件电路设计44-57
• 4.1 主电路设计44
• 4.2 功率变换单元的设计44-49
• 4.2.1 三相桥式主电路45-46
• 4.2.2 IR2130驱动器46-48
• 4.2.3 信号隔离电路48-49
• 4.3 检测单元的设计49-51
• 4.3.1 位置检测单元的设计49-50
• 4.3.2 电流检测电路50-51
• 4.3.3 电压检测电路51
• 4.4 保护电路的设计51-54
• 4.4.1 过流保护电路51-52
• 4.4.2 过压保护电路52-53
• 4.4.3 上电保护电路53
• 4.4.4 系统保护电路53-54
• 4.5 电动汽车控制器通讯模块设计54-55
• 4.6 电动汽车档位器的设计55
• 4.7 电动汽车电子油门设计55-56
• 4.8 本章小结56-57
• 5 永磁同步电机矢量系统的软件设计57-69
• 5.1 DSP软件一般设计特点57
• 5.1.1 公共文件目标格式57
• 5.2 控制系统软件的总体结构57-61
• 5.3 控制系统子程序设计61-68
• 5.3.1 位置和速度数据处理61-62
• 5.3.2 速度、电流PI控制62-65
• 5.3.3 电流的采样与滤波65-67
• 5.3.4 坐标变换软件实现67
• 5.3.5 正余弦值的产生67
• 5.3.6 空间矢量PWM程序67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-72
• 致谢72-73
• 作者简介及读研期间主要科研成果73

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