电动汽车驱动控制系统设计_毕业设计论文

济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。

目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。

本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。

本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。

2、电动机的主要调速方式。

关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。

新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。

对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。

电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。

本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。

电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。

还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。

智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。

通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。

还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。

1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。

在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。

面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。

尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。

发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。

为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。

新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。

电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。

电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。

电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。

电动汽车驱动防滑控制系统设计摘要：电动汽车的驱动防滑控制系统可以对主动轮的传动扭矩进行合理地控制，从而避免主动轮的过度滑动，改善电动汽车的动力性和侧向稳定性，在电动汽车主动安全性方面，一直是一个重要的课题。

通过对驱动轮的打滑和角度加速度的分析，为确保车辆的安全运行提供一种更加实用的控制方案。

关键词：电动汽车；驱动防滑控制；车辆安全引言在平滑路面上起步加速时，车辆的主动轮很容易发生打滑。

在打滑过程中，由于滑移率太高，造成车辆的驱动力、横向力下降，导致车辆转向稳定性、转向控制性下降，对驾驶安全产生不利的影响。

此外，传动轮的打滑也会使其速度急剧增加，从而加重轮胎的磨损。

1、电动汽车驱动防滑控制途径1.1电机转矩调控一般采用电压控制、转速闭环控制和转矩闭环控制等控制方法。

该技术采用PWM技术，对电动机进行 PWM控制，通过对电动机的电压进行控制，从而实现对电动机的驱动扭矩的控制。

但是，这个电压不能比驱动马达的反 EMF高，否则就能控制输出扭矩，以达到最大输出扭矩。

电动机的速度控制就是把电动机的输入速度信号和系统的反馈速度信号进行差分，再进行控制，一般采用 PI或 PID控制。

要求操作者对油门踏板进行非常精细的控制，而人的反应能力有限。

因此，这种方式很难达到想要的结果。

调整电动机的电流，实际上相当于控制电动机的转矩，也就是控制转速回路的误差，从而改变电动机的电流，实现电动机的输出扭矩。

该方法的特点是高效、易于观察[1]。

1.2离合器与变速器控制在传动轮滑动比较大的情况下，可以通过调节离合器啮合度，使其在较大的滑动速度下产生较大的滑动，以减小输出扭矩。

变速器控制一般是指通过对传感器的信号进行处理，从而达到降低扭矩的目的。

通过电子设备自动调整变速箱的传动比，减少了扭矩的输出。

利用上述方法，可以进行传动和防滑控制，但在执行离合器和传动装置的控制时，系统的响应速度不太快。

并且，这种方法将受到很大的损坏，从而限制了这种方法的使用。

新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。

新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。

本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。

一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。

然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。

1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。

通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。

2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。

常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。

3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。

由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。

所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。

其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。

根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。

4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。

其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。

大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。

二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。

电动汽车无刷直流电机驱动的研究1 电动汽车无刷直流电机驱动介绍交通车辆的废气排放与污染已成为一个世界性的环境问题，近二十年来，世界各国纷纷投入力量，寻找降低或杜绝车辆废气排放与污染的途径， 其中用于轿车和公交客车的电动车/混合动力车技术最为引人注目。

在我国，电动汽车已被列为科技部全面启动实施 12 个重大关键技术攻关与产业化示范科技专项之一。

电动汽车的核心技术是电源系统及驱动系统，电动汽车的驱动将成为现代交流传动技术的一个主要应用领域，具有广阔的市场前景。

无刷直流电机具有小体积、轻重量、高效能、易控制等诸多优点， 既具有直流电机优良的转矩控制特性， 又免除直流电机碳刷需经常维护的弊端，非常适用于电动汽车驱动。

2 直流无刷电机的数学模型为简化电机的数学模型，做如下假设：1) 三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流与转子磁场皆对称分布；2) 忽略齿槽、 换相过程和电枢反应等影响；3) 电枢绕组在定子内表面均匀连续分布；4) 磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。

于是可以得到三相绕组的电压平衡方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p L MM M L M M M Li i i r r r u u u 000000 (1) 式(1)中，a u 、b u 、c u 为三相相电压；a i 、b i 、c i 为三相相电流；a e 、b e 、c e 为三相反电动势；L 为三相绕组的自感；M 为每两相绕组间的互感；p 为微分算子p = dt d /；由于电机三相采用 Y 型连接，故：0=++c b a i i i (2)0=++c b a Mi Mi Mi (3)将式(2)和式(3)代入式(1)中，得到电压方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p M L M L ML i i i r r r u u u 00000000000 (4)根据式(4)得到电机的等效电路图，如图2-1 所示，电机的反电动势和相电流波形如图2-2 所示。

新能源汽车驱动电控系统设计与优化研究新能源汽车的快速发展和广泛应用，使得新能源汽车驱动电控系统的设计与优化研究变得尤为重要。

随着全球对环境保护和可持续发展的重视，新能源汽车作为一种清洁、高效的交通工具，将在未来取代传统燃油汽车成为主流。

而驱动电控系统作为新能源汽车的核心部件，直接影响着车辆性能、能效和安全性。

因此，对新能源汽车驱动电控系统的设计与优化研究显得尤为迫切。

首先，我们需要深入了解新能源汽车的发展背景和趋势。

随着全球气候变化日益严峻，传统燃油汽车所带来的尾气排放和资源消耗等问题愈发凸显。

新能源汽车以其零排放、低噪音、高能效等特点，成为了人们关注的热点。

相关部门对新能源汽车的扶持也在不断加大，推动了新能源汽车市场的快速增长。

因此，新能源汽车的发展前景十分广阔，对于驱动电控系统的研究与优化具有重要意义。

其次，新能源汽车驱动电控系统的设计与优化需要考虑多方面的因素。

首先是系统的整体设计。

驱动电控系统包括电池管理系统、电机控制系统、功率逆变器等多个部分，需要对这些部分进行整体设计，保证各部件的协调运行。

其次是系统的性能优化。

驱动电控系统的性能直接关系到新能源汽车的驾驶体验和能效表现，需要对系统进行性能优化，提高车辆的行驶稳定性和能效。

此外，还需要考虑系统的安全性问题，确保新能源汽车在各种复杂的工况下都能稳定运行。

在中，电池管理系统是一个至关重要的部分。

电池作为新能源汽车的能源来源，其管理系统直接影响着车辆的续航里程和安全性能。

电池管理系统需要对电池的充放电过程进行精确控制，保证电池的安全可靠运行。

此外，电池管理系统还需要实现对电池的在线监测和状态估计，及时发现电池的异常情况并采取相应措施。

因此，在新能源汽车驱动电控系统的设计与优化中，电池管理系统的研究显得尤为重要。

另外，电机控制系统也是新能源汽车驱动电控系统中的关键部分。

电机作为新能源汽车的动力源，其控制系统需要实现对电机的精确控制，提高车辆的动力性和效率。

电动汽车电子控制系统设计摘要首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。

其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。

再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink 仿真模型。

最后，基于 PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。

关键词电动汽车, 参数优化, 系统仿真, 自动控制, 可编程控制器1 绪论纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。

由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。

续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～300km，且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池管理系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50～100km。

比起传统燃油汽车而言，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。

成本过高:目前各式电动汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢基础上改装而成的，即将发动机、油箱等系统全数拆下，然后装上电机、电池等相关配套设备就形成电动汽车。

电池、电机及其控制器技术复杂，其成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。

蓄电池性能难以满足要求:电动汽车使用的普通蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。

若采用动力足、寿命较长的电池，其成本较高。

济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。

目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。

本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。

本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。

2、电动机的主要调速方式。

关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。

电动汽车驱动电机的无电流传感器控制方案摘要本文提出一种对电动汽车驱动电机的无电流传感器控制方案。

该方案依靠给定的转矩和转速，通过对电压空间矢量的幅值、相位的直接控制，从而实现对电机转速、转矩的控制。

电动汽车的驱动电机对控制方案的快速性有较高要求，本文提出的方案取消了电流闭环，提高了系统的响应速度，克服了过流的缺陷，并节省了电流传感器的成本。

本文首先论述推导出了电机的定子相电压与电机转矩，转速的关系，从而提出无电流传感器的控制方案。

其次通过simulink仿真实验证明了该方案确实可以提高电机控制系统的可靠性。

关键词：电动汽车驱动电机，无传感器控制技术，simulinkElectric Vehicle Driving Motor Current-sensorlessControl MethodAbstractThis paper presents a kind of electric vehicle driving motor current sensorless control method. This method directly controls the magnitude and phase angle of the voltage vector according to the command motor torque and speed to realize the control of the real torque and speed of the motor.The electric vehicle driving motor has a high requirement on the fast performance, the proposed method cancels the current loop,which improves the speed of response of the system and overcomes the defects of over-current,but also saves the cost of current sensor.Firstly this paper discusses and deduces the relationship between the stator phase voltage and the torque and speed of the motor,thus put forward the current sensorless control method.Secondly,this paper vertifies the feasibility that the method can improve the reliability of the motor control system through the Simulink simulation experiments.Key words: Drive motor,Current sensorless control technology,Simulink目录第一章绪论 (1)1.1 电动汽车驱动电机的控制方法现状 (1)1.1.1 电动汽车驱动电机的控制要求 (1)1.1.2 传统矢量控制方案的不足 (1)1.2 无电流传感器控制方案 (1)1.2.1无电流传感器控制方案的提出 (1)1.2.2无电流传感器控制方案的特点 (2)第二章无电流传感器控制方案的控制原理 (3)2.1 永磁式同步电机调速系统的特点 (3)2.2永磁式同步电机的数学模型 (3)2.3车用驱动电机控制系统的设计 (8)第三章驱动电机台架标定的参数求取 (10)3.1电机标定实验的必要性 (10)3.2电机标定方法的选择 (10)3.3电机实验平台的搭建 (10)3.4实验数据及分析 (10)第四章Simulink环境下无电流传感器控制方案仿真模型的搭建 (13)4.1 Simulink概述 (13)4.2仿真模型的搭建 (13)4.3仿真结果分析 (16)第五章结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第一章绪论1.1 电动汽车驱动电机的控制方法现状1.1.1 电动汽车驱动电机的控制要求随着我国综合国力的日益提升和全国人民生活水平的逐步提高，电动汽车也得到了更为普遍的应用。