輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型純電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)研究

【摘要】：隨著環(huán)境污染和石油資源的日漸短缺，電動(dòng)汽車(chē)已成為當(dāng)今汽車(chē)領(lǐng)域研究與開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的電動(dòng)汽車(chē)擺脫了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)在汽車(chē)結(jié)構(gòu)上的局限性，具有高能效比、簡(jiǎn)化車(chē)身結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式多樣等優(yōu)點(diǎn)。其中，現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)控制技術(shù)是提高電動(dòng)汽車(chē)實(shí)用性的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文順應(yīng)當(dāng)前研究熱點(diǎn)，以輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型純電動(dòng)汽車(chē)為研究對(duì)象，著眼于控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、電子差速實(shí)現(xiàn)。 首先本文概述了國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件—電機(jī)及其控制技術(shù)進(jìn)行了研究，以無(wú)刷直流電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，完成電機(jī)控制原理和控制方法分析；在此基礎(chǔ)上，提出了基于轉(zhuǎn)向角控制的電子差速控制策略，進(jìn)而對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型純電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行總體分析和方案設(shè)計(jì)。 其次在系統(tǒng)硬件上，本文首先設(shè)計(jì)了雙后輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)控制系統(tǒng)硬件電路，設(shè)計(jì)并制作了電動(dòng)汽車(chē)控制器，包括基于DSP芯片TMS320F2812的整車(chē)控制器、基于單片機(jī)PIC18F4580的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，以及兩者之間的CAN通信網(wǎng)絡(luò)。 然后在系統(tǒng)軟件上，本文根據(jù)已提出的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)型純電動(dòng)汽車(chē)電子差速系統(tǒng)控制方案進(jìn)行算法研究、軟件實(shí)現(xiàn)。具體包括整車(chē)控制器AD采樣、差速運(yùn)算、驅(qū)動(dòng)輪速度分配；輪轂電機(jī)控制器速度/電流雙閉環(huán)PID調(diào)節(jié)、PWM調(diào)速和電子換相以及兩者之間CAN通信網(wǎng)絡(luò)的具體配置節(jié)點(diǎn)通信等。最后介紹了電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)各部件具體實(shí)施方案，并在樣車(chē)上對(duì)控制系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，驗(yàn)證控制系統(tǒng)的性能。 【關(guān)鍵詞】：輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng) 無(wú)刷直流電機(jī) 電動(dòng)汽車(chē) CAN總線 電子差速控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及選題意義10
• 1.2 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)方式及輪轂電機(jī)簡(jiǎn)介10-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)12-14
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.4 研究的主要內(nèi)容14-15
• 第二章 無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制15-28
• 2.1 輪轂電機(jī)的選擇15-16
• 2.2 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)16-19
• 2.3 BLDC 電動(dòng)機(jī)的工作原理19-20
• 2.4 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-23
• 2.4.1 無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制21-23
• 2.4.2 無(wú)刷直流點(diǎn)的調(diào)速控制23
• 2.5 直流無(wú)刷電機(jī)的 PWM 調(diào)速原理及 PID 控制方法23-27
• 2.5.1 PWM 調(diào)節(jié)原理23-24
• 2.5.2 PID 控制方法24-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 電動(dòng)汽車(chē)電子差速和控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)28-36
• 3.1 電動(dòng)汽車(chē)電子差速控制策略研究28-31
• 3.1.1 電子差速模型28-30
• 3.1.2 電子差速策略30-31
• 3.1.3 電子差速控制系統(tǒng)31
• 3.2 基于雙輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)總體方案31-35
• 3.2.1 控制系統(tǒng)的各部分組成32-34
• 3.2.2 輔助電氣系統(tǒng)34-35
• 3.3 本章小結(jié)35-36
• 第四章 控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)36-62
• 4.1 基于 DSP2812 的整車(chē)控制器設(shè)計(jì)36-45
• 4.1.1 整車(chē)控制器硬件設(shè)計(jì)36-41
• 4.1.2 整車(chē)控制器軟件設(shè)計(jì)41-45
• 4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及 IGBT 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)45-59
• 4.2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器及 IGBT 驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)計(jì)46-51
• 4.2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器軟件設(shè)計(jì)51-59
• 4.3 CAN 總線通信設(shè)計(jì)59-61
• 4.3.1 CAN 總線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)59-60
• 4.3.2 CAN 總線通信協(xié)議60-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第五章 電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)實(shí)施方案及控制系統(tǒng)測(cè)試62-73
• 5.1 電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)實(shí)施方案62-69
• 5.1.1 電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)62-63
• 5.1.2 電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)指令輸入63-65
• 5.1.3 車(chē)載電池及 DC/DC 模塊65-66
• 5.1.4 整車(chē)控制器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器66-67
• 5.1.5 輪轂電機(jī)安裝67-68
• 5.1.6 電動(dòng)汽車(chē)實(shí)體68-69
• 5.2 樣車(chē)實(shí)驗(yàn)與仿真69-72
• 5.2.1 PWM 輸出測(cè)試69-70
• 5.2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出與加速指令輸入的關(guān)系70-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 不足與展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 附錄79-86

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IR2110在驅(qū)動(dòng)大中功率IGBT模塊中的應(yīng)用    陶海敏,何湘寧

四輪轂電機(jī)電動(dòng)車(chē)的電子差速控制方法    周勇;李聲晉;田海波;方宗德;周奇勛;

自舉式IR2110集成驅(qū)動(dòng)電路的特殊應(yīng)用    馬瑞卿,劉衛(wèi)國(guó)

基于PIC18F4580單片機(jī)實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)轉(zhuǎn)速測(cè)量的設(shè)計(jì)與應(yīng)用    劉仁春;

輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)各輪轂電機(jī)扭矩分配算法的仿真和評(píng)價(jià)    熊璐;余卓平;

基于改進(jìn)人工免疫算法的PID參數(shù)優(yōu)化研究    劉國(guó)聯(lián);譚冠政;何燕;

CAN總線和基于CAN總線的高層協(xié)議    王桂榮,錢(qián)劍敏

四驅(qū)混合動(dòng)力汽車(chē)車(chē)輪轉(zhuǎn)矩分配策略的研究    朱建新;鄭榮良;申其壯;何仕品;

全球汽車(chē)保有量與中國(guó)汽車(chē)保有量    本刊編輯部;

CAN總線及其高層協(xié)議    孫鐵兵;鞠寧;

基于DSP的新型電網(wǎng)鐵磁諧振監(jiān)測(cè)與保護(hù)系統(tǒng)的研究    張勛友;孫佐;

基于AVR單片機(jī)的門(mén)禁控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    周斌;陳偉海;于守謙;

智能型遮陽(yáng)控制系統(tǒng)的研究及構(gòu)建    陳一飛

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制系統(tǒng)研究    牛禮民;馮能蓮;陳龍;楊啟耀;

新型電力系統(tǒng)鐵磁諧振保護(hù)裝置的研究    張勛友;孫佐;

基于PC控制的智能機(jī)械手控制系統(tǒng)    卓樹(shù)峰;黃凈晴;

基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制系統(tǒng)    趙愛(ài)玲;黃景濤;

基于CAN驅(qū)動(dòng)器的UART擴(kuò)展應(yīng)用    張倩;尤向陽(yáng);

淺析數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)展與應(yīng)用    邵淑華;張曉紅;李國(guó)彬;

淺析數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)展與應(yīng)用    邵淑華;張曉紅;李國(guó)彬;

模糊/PID控制器的設(shè)計(jì)及仿真研究    張亮;

點(diǎn)焊逆變電源的恒峰值電流控制    方飛;張勇;謝紅霞;

汽車(chē)空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)    朱昱;羅峰;孫澤昌;

基于PLC的液位模糊自適應(yīng)PID控制研究與應(yīng)用    羅庚興;

參數(shù)自整定模糊PID微型燃機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    曲娜;

數(shù)字技術(shù)在石英晶體振蕩器中的應(yīng)用    蔣松濤;

一種基于DSP的超聲波電動(dòng)機(jī)控制器    堯波;王心堅(jiān);金龍;王敏才;胡敏強(qiáng);

采用P調(diào)節(jié)的超聲波電機(jī)快速定位系統(tǒng)    陳慧;翟曉軍;金龍;

基于PID算法的壓力控制系統(tǒng)綜述    王艷賓;陳完年;王小東;王大承;

電壓-轉(zhuǎn)角機(jī)電伺服控制系統(tǒng)仿真研究    王喬義;匡兵;黃美發(fā);趙美靜;

金屬帶式無(wú)級(jí)變速器控制系統(tǒng)和控制策略研究    楊新樺

波浪運(yùn)動(dòng)升沉補(bǔ)償液壓平臺(tái)關(guān)鍵問(wèn)題試驗(yàn)研究    曾智剛

基于ARM的雙絲脈沖MIG高速焊分布式控制系統(tǒng)的研究    張紅兵

冷變換器原理及其在低品位熱驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    何麗娟

直拉式單晶硅生長(zhǎng)爐的關(guān)鍵技術(shù)研究    曹建偉

四頻差動(dòng)激光陀螺相關(guān)技術(shù)研究    楊建強(qiáng)

太陽(yáng)能新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制方法研究    楊軍

嚙合式電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)研究    呂新明

小型車(chē)載穩(wěn)定平臺(tái)控制方法研究    陳愛(ài)武

基于四輪協(xié)調(diào)的電動(dòng)輪車(chē)輛縱橫向耦合動(dòng)力學(xué)控制研究    喻厚宇

真空差壓鑄造系統(tǒng)加壓模型建立與控制算法設(shè)計(jì)    馬愛(ài)清

基于DSP的三相四線制有源電力濾波器的研究    張?jiān)撇?/span>

基于PJR-2X型噴漿機(jī)器人的開(kāi)放式算法平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)    劉魯艷

注塑機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究    丁鑒彬

模糊控制技術(shù)在熱風(fēng)爐溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    黃磊

智能輪式移動(dòng)機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    李志欣

氣墊式流漿箱智能解耦控制系統(tǒng)    徐玉穎

基于模糊PID的葉臘石烤箱溫度控制系統(tǒng)研究    李保強(qiáng)

城市二次供水智能控制系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)    孔祥偉

PID參數(shù)整定技術(shù)的研究及應(yīng)用    劉玲玲

混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)直流無(wú)刷機(jī)的高溫保護(hù)措施    劉方銘;姚震;李優(yōu)新;黎勉;梁秀玲;王鴻貴;何鴻肅;

現(xiàn)場(chǎng)總線中三種基本通訊模式的分析    常弘,樊波,薛鈞義

兩輪電動(dòng)車(chē)用電機(jī)及驅(qū)動(dòng)方式    陳家新

無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的繞組聯(lián)接和相數(shù)選擇    曹榮昌

永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)定子裂比的分析與優(yōu)化    沈建新,陳永校

帶有“負(fù)偏壓”的IR2110驅(qū)動(dòng)器    張純江,趙清林,張金泉

DSP2407在電動(dòng)車(chē)電子差速控制中的應(yīng)用    葛英輝,李春生,倪光正

減速驅(qū)動(dòng)方式在電動(dòng)車(chē)中的應(yīng)用    楊邦鼎,楊雷

先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)控制分配方法研究進(jìn)展    楊恩泉,高金源

遺傳算法在PID控制器參數(shù)尋優(yōu)中的應(yīng)用    江敏;陳一民;

輪轂式電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展綜述    王玲瓏;黃妙華;

輪轂式電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展綜述    王玲瓏;黃妙華;

輪轂式電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)    王玲瓏;黃妙華;

原地轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車(chē)參數(shù)化模型的建立    卓桂榮,余卓平,陳辛波

輪轂電機(jī)式純電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)的建立    柴陸路;劉洲輝;羅寥;

新的電動(dòng)車(chē)用兩相永磁無(wú)刷輪轂電動(dòng)機(jī)的研究    葛英輝,嚴(yán)迪群,倪光正

電動(dòng)車(chē)用輪轂電機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)    褚文強(qiáng);辜承林;

基于輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的全方位移動(dòng)平臺(tái)    陸琦;沈林勇;章亞男;錢(qián)晉武;

采用鎳氫電池和稀土輪轂電機(jī)的悍馬牌電動(dòng)自行車(chē)    石忠東

DSP2407在電動(dòng)車(chē)電子差速控制中的應(yīng)用    葛英輝,李春生,倪光正

具有啟動(dòng)繞組的單相開(kāi)關(guān)磁阻式多功能輪轂電機(jī)    王貴明;王金懿;

輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)的測(cè)試環(huán)境開(kāi)發(fā)研究    陳慧;卓桂榮;艾婷婷;

兼有電動(dòng)、發(fā)電回饋和電磁制動(dòng)多功能的電動(dòng)汽車(chē)輪轂電機(jī)    王貴明;王金懿;

四輪驅(qū)動(dòng)四輪轉(zhuǎn)向的汽車(chē)電子差速轉(zhuǎn)向控制    王貴明;王金懿;

輕度混合動(dòng)力摩托車(chē)動(dòng)力配置與控制系統(tǒng)    錢(qián)曉勝;

基于LuGre動(dòng)態(tài)模型的車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)控制研究    阮久宏;楊福廣;邱緒云;李貽斌;

電動(dòng)汽車(chē)輪轂式驅(qū)動(dòng)電機(jī)有限元分析    尚軍軍;楊慶生;

通用Sequel啟動(dòng)未來(lái)汽車(chē)    楊娜

通用看好中國(guó)汽車(chē)新能源市場(chǎng)    陳雄亮

“獅威”電動(dòng)汽車(chē)核心技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先    蔣中意

我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)有優(yōu)勢(shì)    董小榮

李春曉：我國(guó)擁有輪轂驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)者    李霞

12個(gè)產(chǎn)品入選省中小企業(yè)專利新品    朱敏麗

新大洋：創(chuàng)新潮中掀狂瀾    本報(bào)記者 牟同飛顏琪 喻鴻彪

電動(dòng)汽車(chē)翻越三道“坡”    黃汝青

電動(dòng)汽車(chē) 呼喚“政策引擎”    張小明

豪華背后的技術(shù)比拼    趙 偉

輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的電制動(dòng)特性研究    楊宇

高轉(zhuǎn)矩永磁輪轂電機(jī)磁系統(tǒng)的研究    宮海龍

內(nèi)置懸置的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化    譚迪

四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)永磁無(wú)刷輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制研究    盧東斌

線控四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)穩(wěn)定性與節(jié)能控制研究    李剛

輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)聯(lián)合制動(dòng)的模糊自整定PID控制方法研究    林輝

四輪驅(qū)動(dòng)微型電動(dòng)車(chē)整車(chē)控制    谷靖

布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)直接橫擺力矩控制研究    陳禹行

電動(dòng)自行車(chē)用輪轂電機(jī)設(shè)計(jì)及其特性研究    王殿明

新型輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與拓?fù)鋬?yōu)化及實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)    陳遵友

永磁同步輪轂電機(jī)發(fā)熱及散熱問(wèn)題的研究    梁培鑫

面向損耗模擬的直流無(wú)刷輪轂電機(jī)內(nèi)部溫度預(yù)測(cè)研究    李祥杰

直流無(wú)刷輪轂電機(jī)損耗與內(nèi)部溫度場(chǎng)有限元分析    李西云

電動(dòng)汽車(chē)用輪轂電機(jī)溫度場(chǎng)的分析與計(jì)算    賈珍珍

電動(dòng)汽車(chē)用直驅(qū)式輪轂電機(jī)的研究    吳應(yīng)軍

基于“電動(dòng)車(chē)輪轂電機(jī)項(xiàng)目”的可行性分析    李鍵

新型橫向磁通輪轂電機(jī)直驅(qū)系統(tǒng)專用電磁離合器研究    吳迪

基于輪轂電機(jī)的四輪驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的研究    邱恒浪