增程式電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)及其溫度特性研究.pdf

1、增程式電動(dòng)汽車(EREV)是在純電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)上加入增程器而成，以解決現(xiàn)有純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的問題。其結(jié)構(gòu)上具有兩個(gè)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)和增程器用發(fā)電機(jī)，兩者作用迥異，需要給出專門的控制方法。電動(dòng)汽車所處溫度環(huán)境比較惡劣，尤其在高緯度、高海拔地區(qū)，這必然會(huì)對(duì)電機(jī)控制器中的各個(gè)部件造成性能的改變，進(jìn)而影響系統(tǒng)正常工作，這給電動(dòng)汽車的運(yùn)行帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)。因此，研究電動(dòng)汽車溫度下電機(jī)控制器及其部件的溫度特性具有重要的實(shí)際意義。
　　本課題以

2、A0級(jí)車型為平臺(tái)，基于保證續(xù)駛里程的同時(shí)降低油耗的設(shè)計(jì)理念，其中動(dòng)力性能良好的平臺(tái)是基礎(chǔ)，控制策略是關(guān)鍵。本文給出了滿足動(dòng)力性能的匹配方案，構(gòu)建了恒溫器和功率跟隨控制策略。在相同的油電里程下，根據(jù)提出的綜合油耗評(píng)價(jià)方法發(fā)現(xiàn)恒溫器策略具有更低的燃油消耗，更符合本課題設(shè)計(jì)理念。
　　增程式電動(dòng)汽車因?yàn)榧尤肓嗽龀唐?，在理論上具有了多種能量供應(yīng)模式，符合整車策略的需要，而多供電模式的實(shí)現(xiàn)主要取決于增程器用發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)。本文建立了動(dòng)力系統(tǒng)

3、電路模型，并基于此分析了功率控制、電流控制和電壓控制三種發(fā)電機(jī)控制方式的特點(diǎn)。分析認(rèn)為，電壓控制下供電方式局限性大；功率控制和電流控制能滿足多供電模式的要求。但考慮到功率控制不利于實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的精確控制且輸出電流波動(dòng)大的問題，本課題選用了易于實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的精確控制的電流控制。
　　本文對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和增程器用發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的異同點(diǎn)進(jìn)行了探討，指出二者在硬件上具有通用性，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制重點(diǎn)在于轉(zhuǎn)矩輸出能力和響應(yīng)速度上，以轉(zhuǎn)矩控制為主，轉(zhuǎn)速控制

4、為輔。搭建出一套通用型硬件平臺(tái)，基于此平臺(tái)，完成了轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的實(shí)驗(yàn)調(diào)試。
　　為了獲取電動(dòng)汽車電機(jī)控制系統(tǒng)在高低溫環(huán)境下可能受到的影響，搭建了電機(jī)控制器溫度特性測(cè)試平臺(tái)，測(cè)試結(jié)果表明在常溫以下溫度范圍內(nèi)電機(jī)控制器效率隨溫度升高而提高，低溫時(shí)電機(jī)控制器輸出能力下降。給出了電機(jī)控制器低溫輸出能力下降是因?yàn)橹绷髂妇€電容受溫度影響的猜測(cè)性解釋，并從理論上推導(dǎo)出電機(jī)及其控制器效率隨溫度的下降最多可使續(xù)駛里程損失5.6％。
　　

5、對(duì)直流母線電容、電流傳感器、IGBT及其驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了溫度特性的研究。研究表明薄膜電容相對(duì)電解電容具有非常優(yōu)異的溫度特性，非常適合作為直流母線電容用于電動(dòng)汽車中?；诮⒌闹绷髂妇€電容交流電路模型，分析了直流母線電容參數(shù)對(duì)高頻紋波電流的分流能力和承受能力的影響，從而驗(yàn)證了之前提出的關(guān)于電機(jī)控制器低溫輸出能力下降原因的猜測(cè)性解釋。對(duì)兩種電流傳感器的測(cè)試結(jié)果表明，閉環(huán)型傳感器相對(duì)開環(huán)型傳感器在基本誤差和零點(diǎn)輸出誤差上均表現(xiàn)出優(yōu)異的溫度特性，