集成ISG的CVT傳動模塊在混合動力汽車上的應(yīng)用

【摘要】： 汽車作為目前最為普遍和重要的一種交通工具之一,方便了人們的生活,加速了社會的發(fā)展,與此同時,隨著汽車保有量的持續(xù)上升,也帶來了一些嚴重的問題,如能源危機和全球變暖,在此背景下,新能源汽車成為了國際汽車技術(shù)發(fā)展的一個重要方向,相對而言,混合動力電動汽車是目前技術(shù)最為成熟、最具有市場前景的一種新能源汽車,為應(yīng)對能源危機、實現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義,目前,混合動力電動汽車已經(jīng)成為了國際汽車技術(shù)發(fā)展的一個熱點,并且已取得較大的成功。 本文介紹了國內(nèi)外混合動力電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀,闡述了發(fā)展混合動力汽車的必要性和緊迫性。在分析和對比不同類型混合動力電動汽車的基礎(chǔ)上,對一款輕度混合動力樣車汽車,提出了機構(gòu)緊湊、制造成本較低的基于ISG+ CVT傳動模塊的方案。 在分析了ISG電機(永磁同步電機)控制及旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理的基礎(chǔ)上,針對電機位置傳感器——旋轉(zhuǎn)變壓器專用處理芯片成本高的不足,提出了一種基于運算放大器的低成本電機轉(zhuǎn)子位置檢測方案,設(shè)計了電路原理圖,經(jīng)Multisim10下的電路仿真和參數(shù)調(diào)整,最終設(shè)計出了硬件電路,并成功應(yīng)用于ISG電機控制系統(tǒng)中。 分析了ISG型輕度混合動力汽車的結(jié)構(gòu)特點、工作原理及控制策略,通過對混合動力樣車進行試驗,驗證了其在幾種典型工況下的性能,經(jīng)過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集試驗數(shù)據(jù),并在MATLAB下進行數(shù)據(jù)分析,對控制策略及傳動模塊性能進行了進一步驗證。 試驗結(jié)果表明:集成了ISG的CVT傳動模塊工作可靠,ISG型輕度混合動力控制策略合理,混合動力控制單元(HCU)能正確根據(jù)駕駛員的意圖和運行工況進行自動進行模式切換,怠速停機、快速起停、能量回收等功能得到實現(xiàn),可以達到提高燃油經(jīng)濟性和排放性的目的;基于運算放大器的位置檢測方案在降低成本的同時,能較精確地檢測電機轉(zhuǎn)子位置。 【關(guān)鍵詞】：混合動力電動汽車 無級變速器 集成起動/發(fā)電機 旋轉(zhuǎn)變壓器/數(shù)字轉(zhuǎn)換器 怠速停機 快速起停
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-20
• 1.1 本課題研究背景9-10
• 1.2 新能源汽車方案10-12
• 1.3 混合動力汽車的分類12-14
• 1.3.1 串聯(lián)混合動力12
• 1.3.2 并聯(lián)混合動力12-13
• 1.3.3 混聯(lián)混合動力13-14
• 1.3.4 同軸并聯(lián)混合動力14
• 1.4 混合動力汽車發(fā)展狀況及趨勢14-18
• 1.4.1 國際上混合動力汽車研究及發(fā)展動態(tài)14-15
• 1.4.2 國內(nèi)混合動力汽車研究發(fā)展動態(tài)15-17
• 1.4.3 混合動力汽車發(fā)展前景17-18
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 ISG+CVT 的混合動力傳動模塊20-25
• 2.1 傳動模塊結(jié)構(gòu)及特點20-21
• 2.2 傳動模塊ISG 電機選型21-23
• 2.3 傳動模塊動力耦合機構(gòu)及原理23-25
• 第3章 ISG 電機及其控制25-37
• 3.1 永磁同步電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2 永磁同步電機的控制方法26-34
• 3.2.1 轉(zhuǎn)子磁場定向控制的坐標系統(tǒng)27-28
• 3.2.2 Clark 變換及其逆變換28-29
• 3.2.3 Park 變換及其逆變換29-30
• 3.2.4 空間矢量生成30-32
• 3.2.5 控制系統(tǒng)框圖32
• 3.2.6 特性曲線和控制策略32-34
• 3.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計34-37
• 3.3.1 預(yù)充電路34-35
• 3.3.2 過流保護35-37
• 第4章 一種低成本位置檢測方案37-55
• 4.1 常用的位置檢測方案37-40
• 4.1.1 旋轉(zhuǎn)變壓器工作原理39-40
• 4.2 基于運算放大器的位置檢測方案40-44
• 4.2.1 技術(shù)方案分析40-41
• 4.2.2 技術(shù)難點及解決41-43
• 4.2.3 原理電路設(shè)計43-44
• 4.3 基于 MULTISIM10 的電路仿真及參數(shù)調(diào)整44-47
• 4.3.1 激勵信號發(fā)生電路仿真45-46
• 4.3.2 位置信號處理電路仿真46-47
• 4.4 AD 電路及位置檢測軟件實現(xiàn)47-53
• 4.4.1 AD 電路硬件設(shè)計47-48
• 4.4.2 軟件流程48-50
• 4.4.3 Q 格式定點運算50-51
• 4.4.4 C 和匯編的混合編程51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-55
• 第5章 控制策略及驗證55-66
• 5.1 ISG 型輕度混合控制策略55-59
• 5.1.1 快速起停控制55-56
• 5.1.2 純發(fā)動機控制56-57
• 5.1.3 加速/助力控制57-58
• 5.1.4 能量回收控制58-59
• 5.2 典型工況及模式切換59-65
• 5.2.1 快速起停工況59-61
• 5.2.2 能量回收工況61-63
• 5.2.3 電動助力工況63-64
• 5.2.4 純電動工況64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 總結(jié)和展望66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71

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