纯电动汽车控制系统

论文摘要

纯电动汽车应用技术作为当今汽车行业高新技术发展的必然趋势,它涉及车辆工程、电机驱动技术、控制技术、电池技术等领域的核心技术。在石油资源面临枯竭,环境保护态势日趋严峻的紧迫需求下,电动汽车的发展业已成为全球的共识,从而成为当前相关领域的研究热点。本文对轮式驱动电动汽车的控制系统进行了相关系列关键技术的研究,聚焦于基于TMS320F2812 DSP的两轮独立驱动电动汽车控制系统的研究,并以实验样车的设计和实现为切入点,进行了相关问题系统深入的分析、研究、设计和实验。首先,本文对电子差速系统的控制策略进行了研究。在对比研究现有的两种不同控制方式的电子差速方案基础上,提出了以Ackerman-Jeantand转向模型为参考的性能良好的电子差速方案,并进而结合现有转向系统,设计并实现了样车的转向系统。其次,在电机驱动及其控制的理论分析基础上,设计了基于TMS320F2812DSP的两轮独立驱动的电动汽车控制系统,给出了性能完善的硬件电路及其软件的设计方案。该方案考虑了潜在的电磁干扰（EMI）问题,深入系统地给出了相应的消除电磁干扰的技术措施。最后,本文对设计完成的样车从机械结构、电气系统两个方面对其特性参数进行了描述,通过大量的全方位的整车实验研究,验证了控制系统与整车运行系统的可行性及可靠性,并最终实现了样车的示范运行实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及选题意义
• 1.2 电动汽车的历史
• 1.3 电动汽车的现状
• 1.3.1 国外发展现状
• 1.3.2 国内发展现状
• 1.4 发展电动汽车目前存在的主要问题及关键技术
• 1.4.1 发展电动汽车目前存在的主要问题
• 1.4.2 电动汽车的关键技术
• 1.5 电动汽车轮式驱动研究现状
• 1.6 电动汽车驱动系统
• 1.7 本课题的主要研究工作
• 第二章 电子差速控制研究
• 2.1 传统机械差速器原理
• 2.2 现有电子差速模型的分析
• 2.2.1 基于速度控制的电子差速模型
• 2.2.2 基于转矩控制的电子差速模型
• 2.3 本样车的电子差速控制
• 2.4 电动汽车转向系统
• 2.4.1 转向系统的类型
• 2.4.2 线控转向系统
• 2.4.3 样车的转向系统
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于DSP的控制系统设计与研究
• 3.1 轮式驱动与轮毂电机
• 3.1.1 轮式驱动方式
• 3.1.2 轮毂电机
• 3.2 应用于电动汽车的电机驱动控制策略分析
• 3.2.1 电压控制策略
• 3.2.2 转矩闭环控制策略
• 3.2.3 转速闭环控制策略
• 3.2.4 样车采用的控制策略
• 3.3 基于TMS20F2812的控制系统设计
• 3.3.1 总体概述
• 3.3.2 PWM调制方式的研究
• 3.3.3 电流检测
• 3.3.4 转子位置检测和速度计算
• 3.3.5 驱动与过流保护
• 3.3.6 开关电源的保护电路
• 3.3.7 控制系统的软件设计
• 3.4 控制系统的电磁兼容分析
• 3.4.1 电磁兼容设计的必要性和常用方法
• 3.4.2 样车电子线路的抗干扰设计
• 3.4.3 软件抗干扰设计
• 3.5 相关实验结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 样车实施方案
• 4.1 设计目标
• 4.2 轮式驱动电动汽车的样车
• 4.3 样车的电气控制系统
• 4.3.1 控制输入
• 4.3.2 驱动电路
• 4.3.3 主控电路
• 4.3.4 显示电路
• 4.3.5 电源
• 4.3.6 指示操作台
• 4.4 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录 1: 车驱动系统电路原理图
• 附1.1 机位置检测信号整形电路原理图
• 附1.2 机驱动电路原理图
• 附1.3 输入及电流反馈信号处理电路
• 致谢