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纯电动汽车驱动控制系统研究

史骏  
【摘要】:纯电动汽车以其零排放、不依赖石油资源的优点,受到了广大汽车企业的一致青睐,是未来汽车工业发展的主要方向。纯电动汽车与传统汽车最大的不同是:以蓄电池代替燃油作为汽车的能量源,驱动电机代替内燃机作为汽车的动力输出装置。驱动控制系统作为纯电动汽车的核心,起着能量转换与系统控制的作用。如何在行驶过程中根据驾驶员的踏板实际操作将蓄电池电能高效的转换为车辆行驶的动能,直接影响到纯电动汽车的整车性能及行驶安全。本文以陕西省重点科技攻关项目“纯电动汽车实验车研究”为背景,重点对纯电动汽车驱动控制系统进行了研究,以骊山LS6600C1型中巴客车为改造对象设计并制作了纯电动汽车的驱动控制器。论文的主要工作有: 1、提出驱动控制系统设计方案。以纯电动汽车系统为讨论对象,将整体系统划分为:驱动控制系统、电源系统、辅助系统。重点对驱动电机、驱动电路、功率器件、MCU进行设计及选型。 2、驱动控制系统建模。以传统汽车动力学模型为基础,结合永磁直流电机数学模型,建立了纯电动汽车驱动系统的数学模型。在Simulink仿真环境下以实际驱动电路参数为建模依据,以纯电动汽车的行驶车速为被控对象,采用速度单闭环PID控制策略,对纯电动汽车整车驱动控制系统进行了仿真。从仿真结果上可以看出该系统具有良好的跟随性和鲁棒性。 3、控制器硬件设计。使用“飞思卡尔”MC9S12DG128 16位单片机设计、制作了纯电动汽车控制器硬件电路。采用“单点共地”及“光耦”隔离的方法解决了干扰问题。采用“数字电路设计方法”实现了PWM信号的控制及保护电路。采用“隔离放大器”实现了电压信号的隔离测量。采用“迟滞比较器”设计实现了磁电式速度传感器的信号处理电路。 4、控制器软件设计。采用模块化程序设计思想将软件系统划分为:主程序模块、异常检测及处理模块、数据采集及处理模块、驱动控制模块、速度测量模块、通信模块。重点实现了:控制器的自检、车速及电机转速的M/T法测速、PWM信号的闭环控制。


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