搭載電控無級變速器純電動汽車動力系統(tǒng)控制策略的研究

【摘要】：隨著環(huán)保和能源問題的日益突出，純電動汽車以其零排放、低噪聲等優(yōu)點倍受關注，世界各國已把電動汽車作為汽車工業(yè)的發(fā)展方向。而純電動汽車動力系統(tǒng)效率的高低，直接決定著整車性能的好壞，因此對電動汽車的動力系統(tǒng)控制的研究十分必要。 搭載電控金屬帶式無級變速器的純電動車，由于無級變速器的速比可以連續(xù)變化，從而使電動汽車的行駛條件與電動機相獨立，通過調(diào)節(jié)無級變速器的速比使電動機在最佳工作點運行，從而提高電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)效率和整車的經(jīng)濟性。而且由于電控金屬帶式無級變速器用機電控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)，這不僅使其在電動汽車上的應用有更大的優(yōu)勢，同時使傳動系統(tǒng)的效率有很大的提高。 本文主要是對搭載電控金屬帶式無級變速器純電動車動力系統(tǒng)的控制進行研究，首先在閱讀大量文獻的基礎上，對電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動電機的種類和性能進行介紹，同時對電控金屬帶式無級變速器的工作原理進行分析，建立速比數(shù)學模型，在此基礎上對驅(qū)動系統(tǒng)速比控制策略進行研究，采用一種經(jīng)濟性和動力性折衷的速比控制策略，通過對PID控制算法的分析及優(yōu)缺點的比較，采用積分分離PID速比控制算法，并討論了電機最優(yōu)工作曲線的確定方法。利用Matlab/Simulink軟件建立搭載無級變速器整車仿真模型，作為研究對象，對整車進行仿真分析。最后，根據(jù)電機及其控制器試驗方案，進行臺架試驗，得到了電機的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩特性曲線以及電機及其控制器的效率，為電動機最佳工作曲線的確定提供數(shù)據(jù)。 【關鍵詞】：電動汽車 控制策略 PID速比控制 電機試驗
【學位授予單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景10-13
• 1.1.1 發(fā)展純電動汽車的重要意義10-11
• 1.1.2 國內(nèi)外電動汽車的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.1.3 電動汽車也需要變速器12-13
• 1.2 金屬帶式無級變速器13-15
• 1.2.1 金屬帶式無級變速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 電控金屬帶式無級變速器應用在電動汽車上的優(yōu)勢15
• 1.3 研究內(nèi)容15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-18
• 2 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)18-27
• 2.1 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成及結(jié)構(gòu)形式18-21
• 2.2 純電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)分類21-23
• 2.2.1 直流電機驅(qū)動系統(tǒng)21
• 2.2.2 異步電機驅(qū)動系統(tǒng)21-22
• 2.2.3 永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)22
• 2.2.4 開關磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)22-23
• 2.3 電機驅(qū)動控制系統(tǒng)23-24
• 2.4 純電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)性能比較24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 3 電控金屬帶式無級變速器27-45
• 3.1 電動汽車用無級變速器27-28
• 3.2 電控金屬帶式無級變速器28-32
• 3.2.1 電控金屬帶式無級變速器的基本組成28-29
• 3.2.2 電控金屬帶式無級變速器工作原理29-32
• 3.2.3 電控金屬帶式無級變速器的控制32
• 3.3 速比控制電機選型及控制方法32-34
• 3.4 電控金屬帶式無級變速器速比模型34-40
• 3.5 主從動帶輪夾緊力及其耦合關系40-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 4 動力系統(tǒng)控制策略的研究45-57
• 4.1 電控金屬帶式無級變速器速比控制目標和要求45
• 4.2 電控金屬帶式無級變速器速比控制原理45-46
• 4.3 電控金屬帶式無級變速器速比控制策略46-49
• 4.4 速比的 PID 控制器設計49-54
• 4.4.1 PID 控制原理49-51
• 4.4.2 常規(guī)的速比 PID 控制算法51
• 4.4.3 增量式 PID 控制原理51-54
• 4.5 電控無級變速器速比 PID 控制的改進54-55
• 4.5.1 積分分離的 PID 控制算法54-55
• 4.6 電機最佳工作曲線的確定方法55-56
• 4.7 本章小結(jié)56-57
• 5 電控無級變速器純電動汽車建模仿真分析57-67
• 5.1 異步電機特性模型及仿真參數(shù)57-58
• 5.2 整車動力學模型及仿真建模58-61
• 5.2.1 整車動力學模型58
• 5.2.2 驅(qū)動電機仿真子模型58-59
• 5.2.3 汽車整車模型59
• 5.2.4 目標速比模型59-60
• 5.2.5 電控無級變速器模型及積分分離 PID 控制器模型60
• 5.2.6 整車仿真模型60-61
• 5.3 整車動態(tài)仿真分析61-66
• 5.3.1 起步工況61-63
• 5.3.2 起步后加速工況63-64
• 5.3.3 行駛過程中遇路面阻力變化工況64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 6 純電動汽車電機及控制器臺架試驗67-77
• 6.1 純電動汽車電機及控制器試驗依據(jù)67
• 6.2 純電動汽車電機及其控制器臺架試驗方案67-68
• 6.2.1 臺架試驗系統(tǒng)框圖67-68
• 6.2.2 試驗條件及試驗設備要求68
• 6.3 測試系統(tǒng)基本組成68-72
• 6.3.1 試驗動力部分68-70
• 6.3.2 信號傳感部分70
• 6.3.3 操作臺部分70
• 6.3.4 交流電力測功機系統(tǒng)70-72
• 6.4 電機驅(qū)動系統(tǒng)試驗結(jié)果72-75
• 6.5 本章小結(jié)75-77
• 7 結(jié)論與展望77-79
• 7.1 全文總結(jié)77
• 7.2 全文展望77-79
• 致謝79-81
• 參考文獻81-85
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文及取得的研究成果85

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