混合動力汽車的電力驅(qū)動技術(shù)研究.pdf

1、隨著技術(shù)的進(jìn)步，汽車行業(yè)開始了從傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)到電力驅(qū)動的發(fā)展，混合動力汽車因為高性價比擁有很大的市場前景。電力驅(qū)動系統(tǒng)作為混合動力汽車的核心部分，對其研究具有現(xiàn)實意義。本文主要對電力驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行研究，重點(diǎn)改善混合動力汽車的啟動性能和帶負(fù)載能力。
　　設(shè)計采用功率密度高，調(diào)速范圍寬，且有較大的輸出功率的永磁同步電機(jī)(PMSM)作為電力驅(qū)動系統(tǒng)的牽引電機(jī)，它能有效解決汽車對電機(jī)質(zhì)量小、重量輕以及轉(zhuǎn)速范圍寬的要求。研究了簡單精確便于控制

2、的電機(jī)數(shù)學(xué)模型，完成了對電機(jī)定子的動態(tài)解耦。以解耦的d軸和q軸為研究對象，采用零d軸電流控制策略實現(xiàn)永磁同步電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩輸出，使電機(jī)的輸出最大轉(zhuǎn)矩提高了16.7％，改善了電機(jī)的帶負(fù)載能力。對于電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速的采樣信號，本文采用經(jīng)典的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，其中電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)時間，將系統(tǒng)的響應(yīng)時間從0.1s降低到0.04s，轉(zhuǎn)速環(huán)作為外環(huán)可以保證轉(zhuǎn)速跟隨給定轉(zhuǎn)速，在微小擾動情況下，轉(zhuǎn)速依然可以穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速上

3、且穩(wěn)定后的轉(zhuǎn)速上下波動不超過0.5rad/s，實現(xiàn)汽車的平穩(wěn)運(yùn)行。雙閉環(huán)的反饋控制策略還不足以使電機(jī)轉(zhuǎn)速保持較高的穩(wěn)態(tài)精度，容易給電動車帶來較大的震動和噪音，為此，本文設(shè)計采用模糊控制對轉(zhuǎn)速環(huán)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的PI參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實現(xiàn) PI參數(shù)自整定，并且在模糊控制模塊的設(shè)計中運(yùn)用了可以在模糊控制和普通 PI控制間切換的模糊控制模塊，不僅保留了模糊控制控制穩(wěn)態(tài)精度高的特點(diǎn)，又減少了計算量，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的超調(diào)量和系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間，系統(tǒng)超調(diào)從1

4、6.7％降到3.3％，調(diào)節(jié)時間降到0.02s。最后，對于經(jīng)過反饋控制系統(tǒng)調(diào)整的采樣信號，采用電壓空間矢量控制算法(SVPWM)，輸出六路控制信號到逆變器的控制端，解決了電機(jī)定子三相電流不平衡以及諧波分量大的缺點(diǎn)，使輸出的定子三相電流更接近于正弦波，同時提高了對直流母線的電壓利用率，直流母線的電壓利用率提高了15.47％，達(dá)到對電機(jī)的更精確高效控制的目的。
　　通過matlab中的simulink仿真平臺實現(xiàn)了對混合動力汽車電力驅(qū)動