基于內(nèi)置式交流永磁同步電機的混合動力汽車電力驅(qū)動的研究

【摘要】： 能源危機和環(huán)境惡化是當今影響全球發(fā)展的兩個重大問題,研發(fā)節(jié)能、低排放的汽車能夠有效緩解能源壓力和改善環(huán)境質(zhì)量。混合動力汽車(HEV)由于具有低油耗、低排放、長行駛里程等優(yōu)點,已經(jīng)成為研究熱點。因此對混合動力汽車及其新型電機驅(qū)動系統(tǒng)的研究已經(jīng)迫在眉睫。 本文分別論述了三種類型的混合動力汽車的結(jié)構(gòu)和特點,并在比較后選定了混聯(lián)驅(qū)動結(jié)構(gòu)為本文所研究的結(jié)構(gòu)類型。對電機的驅(qū)動性能進行了比較分析,并以內(nèi)置式永磁同步電機作為其驅(qū)動電機。并對發(fā)動機和蓄電池的性能進行了簡要分析。 在確定了采取混聯(lián)式結(jié)構(gòu)和以內(nèi)置式永磁同步電機作為其驅(qū)動電機的基礎(chǔ)上,選擇了一種雙內(nèi)置式永磁同步電機混合動力汽車動力總成方案,對雙內(nèi)置式永磁同步電機的主要參數(shù)進行了設(shè)計,并對雙內(nèi)置式永磁電機的主要工況進行了仿真分析。另外還詳細闡述了內(nèi)置式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的硬件電路和相關(guān)軟件程序的設(shè)計,以DSP為控制核心設(shè)計構(gòu)建硬件平臺,并在軟件的配合下構(gòu)建了一個完整的內(nèi)置式永磁同步電機控制系統(tǒng)。 最后,主要介紹了Advisor電動汽車仿真軟件參數(shù)的設(shè)置,仿真模塊模型的數(shù)學(xué)描述和模塊的建立以及對仿真軟件的介紹,最后在Advisor的Prius混聯(lián)式模型的基礎(chǔ)上進行了適合本文設(shè)計的復(fù)合式混聯(lián)結(jié)構(gòu)的二次開發(fā),給出了整車模型、發(fā)電機、電動機以及復(fù)合電源模塊。仿真工況很好地驗證了控制策略的可行性。分析結(jié)果顯示百公里油耗和排放滿足了整車開發(fā)的性能要求目標,與相應(yīng)結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)汽車相比大大提高了節(jié)能與環(huán)保性能。 【關(guān)鍵詞】：混合動力汽車 內(nèi)置式永磁同步電機 混聯(lián) 雙電機
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：U469.72
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 混合動力汽車的背景意義及發(fā)展趨勢10-12
• 1.2 混合動力電動汽車主要技術(shù)發(fā)展狀況12-16
• 1.2.1 電池及電池管理系統(tǒng)13-14
• 1.2.2 電機及其驅(qū)動控制14-15
• 1.2.3 多能源控制策略15-16
• 1.3 本文的主要工作及內(nèi)容安排16-17
• 第二章 混合動力汽車驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與動力部件的研究17-34
• 2.1 混合動力汽車主要驅(qū)動類型的結(jié)構(gòu)與特點17-21
• 2.1.1 串聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)與特點17-18
• 2.1.2 并聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)與特點18-19
• 2.1.3 混聯(lián)式混合動力汽車的結(jié)構(gòu)與特點19-20
• 2.1.4 混合動力汽車各驅(qū)動類型的比較分析20-21
• 2.2 電機驅(qū)動性能分析21-30
• 2.2.1 直流電動機性能分析22-23
• 2.2.2 普通感應(yīng)電機性能分析23-24
• 2.2.3 開關(guān)磁阻電機性能分析24-25
• 2.2.4 永磁同步電機性能分析25-30
• 2.3 發(fā)動機與蓄電池性能分析30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 內(nèi)置式永磁同步電機參數(shù)設(shè)計及混聯(lián)式電力驅(qū)動主要工況的仿真分析34-53
• 3.1 雙內(nèi)置式永磁同步電機的參數(shù)設(shè)計34-40
• 3.1.1 內(nèi)置式永磁同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和極數(shù)的選擇35-36
• 3.1.2 內(nèi)置式永磁同步電機MG1主要尺寸的初始計算與選擇36-37
• 3.1.3 內(nèi)置式永磁同步電機氣隙的仿真選擇37
• 3.1.4 內(nèi)置式永磁同步電機繞組匝數(shù)對電機效率的影響37-38
• 3.1.5 內(nèi)置式永磁同步電機永磁體的優(yōu)化設(shè)計38-39
• 3.1.6 內(nèi)置式永磁同步電機MG2設(shè)計39-40
• 3.2 雙內(nèi)置式永磁同步電機的主要工況仿真分析40-52
• 3.2.1 起動發(fā)動機1200 rpm時的工況41-44
• 3.2.2 中等加速要求微弱助動時的工況44-47
• 3.2.3 中速運行充電時的工況47-48
• 3.2.4 低速電動時的工況48-49
• 3.2.5 減速制動時的工況49-51
• 3.2.6 低制動發(fā)電(發(fā)動機動能回收)時的工況51-52
• 3.3 本章小結(jié)52-53
• 第四章 混合動力汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)軟硬件設(shè)計53-64
• 4.1 混合動力汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)硬件設(shè)計53-60
• 4.1.1 硬件電路設(shè)計思路53-54
• 4.1.2 DSP外圍電路設(shè)計54-56
• 4.1.3 主電路及驅(qū)動電路設(shè)計56-58
• 4.1.4 檢測電路58-60
• 4.2 混合動力汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)軟件設(shè)計60-63
• 4.2.1 混合動力汽車電力驅(qū)動系統(tǒng)主程序設(shè)計61-62
• 4.2.2 混合動力汽車用永磁同步電機驅(qū)動子程序62
• 4.2.3 換檔中斷服務(wù)程序62-63
• 4.3 本章小結(jié)63-64
• 第五章 混合動力汽車整車建模與性能仿真分析64-85
• 5.1 整車仿真分析參數(shù)64-79
• 5.1.1 駕駛循環(huán)模塊65-66
• 5.1.2 車輛模塊66-68
• 5.1.3 車輪與車軸模塊68
• 5.1.4 變速器模塊68-70
• 5.1.5 電機控制器模塊70-71
• 5.1.6 發(fā)電機控制器模塊71-72
• 5.1.7 控制策略模塊72-73
• 5.1.8 功率總線模型73-74
• 5.1.9 儲能器模塊74-75
• 5.1.10 發(fā)動機模塊及排放系統(tǒng)模塊75-79
• 5.2 測試實驗79-84
• 5.2.1 二次開發(fā)的必要性79-80
• 5.2.2 系統(tǒng)的性能部分分析80-84
• 5.3 本章小結(jié)84-85
• 第六章 總結(jié)與展望85-87
• 6.1 全文總結(jié)85-86
• 6.2 展望86-87
• 參考文獻87-92
• 致謝92-93
• 碩士期間發(fā)表的論文93

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