并联混合动力汽车永磁同步电机控制系统研究

论文摘要

混合动力汽车作为一种汽车工业的新技术,具有低污染和低油耗的特点,已成为国际、国内汽车发展的新热点。电机系统作为混合动力汽车的一个子系统,不仅能够驱动汽车行驶,还能将汽车制动过程中的部分动能和势能回收并储存起来,在汽车启动和加速时加以利用。驱动电机也是再生制动系统中的主要部件,在混合动力汽车中起着至关重要的作用,对其进行研究具有重要的理论和现实意义。永磁同步电机具有高效、高功率密度以及良好的调速性能,正逐步成为混合动力汽车传动中所使用的首选电机。论文主要围绕并联式混合动力汽车用永磁同步电机(PMSM)展开。对不同类型电机进行比较,选择永磁同步电机作为混合动力汽车的驱动电机。根据车型数据计算出电机的各项参数,在电机参数确定的基础上选择合适的能量存储系统。建立永磁同步电机数学模型,比较典型的几种电流矢量控制方法,给出了最大功率弱磁的算法,同时给出了混合动力汽车全速范围内PMSM的电流控制策略:低速时采用i_d = 0的控制策略,高速时采用最大功率弱磁控制。在Matlab/Simulink平台上建立PMSM及其控制系统的模型,对混合动力汽车几种运行情况下PMSM的工作情况进行仿真和分析;将该系统加入ADVISOR中,并进行整车的多种工况仿真,得出电机在各种典型工况中的仿真结果,并对该系统和感应电机系统的各项指标进行比较和分析。文中所研究的几种电机控制策略对混合动力车辆和纯电动车辆均有一定的参考价值,为今后进一步提高汽车的经济性和动力性提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外混合动力电动汽车的发展现状与趋势
• 1.2.1 国外发展概况
• 1.2.2 国内发展概况
• 1.3 混合动力电动汽车用电机驱动系统
• 1.3.1 混合动力汽车用电动机的特性
• 1.3.2 HEV各种电机性能的比较
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 电机驱动系统主要参数的设计
• 2.1 HEV用驱动电机参数的确定
• 2.2 传动比的选定
• 2.3 混合动力电动汽车电机驱动系统主要参数计算
• 2.3.1 电机参数的计算
• 2.3.2 能量存储系统的选取
• 2.4 本章小结
• 第3章 永磁同步电机及其矢量控制系统的数学建模
• 3.1 引言
• 3.2 PMSM的数学模型
• 3.2.1 PMSM在三相定子坐标系的数学模型
• 3.2.2 PMSM在同步旋转坐标系的数学模型
• 3.2.3 PMSM的简化数学模型
• 3.2.4 PMSM的参数定义
• 3.3 PMSM电流控制策略
• d = 0 控制策略'>3.3.1 矢量i_d = 0 控制策略
• 3.3.2 单位电流最大转矩控制策略
• 3.3.3 恒磁通控制策略
• 3.4 弱磁控制
• 3.4.1 普通弱磁控制
• 3.4.2 最大功率弱磁控制
• 3.5 本章小结
• 第4章 PMSM矢量控制系统的建模与仿真
• 4.1 引言
• 4.2 基于SIMULINK的矢量控制系统仿真
• 4.2.1 仿真系统的建模
• 4.2.2 仿真结果及其分析
• 4.3 弱磁控制系统设计与仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于ADVISOR的整车性能仿真研究
• 5.1 ADVISOR简介
• 5.2 并联HEV控制策略的确定
• 5.2.1 并联HEV工作模式分析
• 5.2.2 并联混合动力汽车控制策略
• 5.3 混合动力汽车建模及各种工况的仿真
• 5.3.1 基于ADVISOR的并联HEV关键部件的建模
• 5.3.2 起步工况仿真
• 5.3.3 巡航工况仿真
• 5.3.4 制动工况仿真
• 5.3.5 十五工况仿真
• 5.3.6 UDDS工况仿真
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢