电动汽车用电机控制器的设计方法
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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。
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。
电动汽车用电机及控制器布置规范1范围本蟒准规定了电动汽车用电机及控制器(以下荷称电机及控制器)及其相关附件的布置形式和布置原则°本标准适应于本公司生产的混合动力、纯电动等所有新能源车型.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不“少的。
凡是注日期的引用文件,仪所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其量新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
Q/OC JT108-2008整车二维数模装配间隙设计3术语和定义Q/OC TU08—2008界定的术语和定义适用于本标?(L4布置形式4-1分类电机及控制器布置可简单分为前丘、后置,控制器一般布置在电机正上方。
4.2纯电动汽车本公司研发的纯电动汽车的电机布置一段为前置,其布置形式如下二a)纯电动汽车电机前过,电机与减速器同轴布:a,与整车ZX平面垂直,如图1所示:b)貌电动汽车控制器前置.为了接线方便和缩近堆束长度,控制群布置在电机接战盒位置的正上•方与整车ZX平面垂直,如图2所示工图1前置电机布置形式I图2前亘控翻器布克形式]<3混合动力汽车混合动力汽车的电机布置M以前置也可以后置,其布置形式如下,El)混合动力汽车电机前置,电机与发动机同轴布置与整车ZX平面垂直,如图3所示:b)混合动力汽车控制楼而置,为了接线方便和筋短缓束长度,同时要避让发动机及其附件J控制器布置在电机上方与整车ZX平面垂直,如图4所示Fc)混合动力汽车电机及控制器后置,为了实现四强功能,发动机前置,电驱动桥后:B・电机及控制器后置,电机与旗速器同轴布丘修整车ZX平面垂直.图3前五电机布适形式n图4前置控制赤布置形式II图5后置电机布置形式对于电机、控制器及其附件的布置,底保证工作川配J井能灌足整车布置的需要和整车性能的发挥;应保证机舱与发动机、变速器,底盘之间布置和设计的合理也电机及控制器的通风散热.诏音隔热良好,与其他零部件最小间隙合理、拆卸方便F同时还要保证安装T艺性、有足热的刚度和强度.一般从以下几个方面进行布置考出r动、除占间隙要求工装配工艺性要求;雄脩方便性等要求:。
新能源电机控制器硬件设计摘要:针对整车与电驱系统的参数需求,电机控制器电路设计主要包含主控板和驱动板的原理设计,主控板主要由电源系统、信号采集电路、旋变解析电路、逻辑保护电路、CAN通讯电路等[[[] 李占江,高超,蒋元广等.一种电机控制器的硬件结构系统:中国,201811122202.8[P]. 2019-01-08.]]。
驱动板主要实现IGBT的驱动及母线高压采样的功能。
关键词:CAN通讯电路、母线高压采样、电源系统引言自然界中,一般来说是物以类聚。
其实不论是自然界,工业界也遵守这个规律。
例如智能手机由移动电话、数码相机、录音机、录像机、计算机等娱乐数码产品集成,但初期却是各自独立发展的,进入成熟阶段后,由于他们属于一大类,于是人们将它们集成起来,从而成就了一个在如今生活中无处不在的产品[[[] 贺林.电动汽车设计[M].合肥.合肥工业大学.2016-12.]]。
电驱系统的控制部分也是如此,从开始的电机控制器MCU、转向电机控制器SMCU、制动电机控制器BMCU、车载充电机OBC、DC/DC、高压配电单元等的单独存在,演变到如今集成式开发。
其中电机控制器作为整个电力电子单元的核心控制器件,对电驱系统能否正常运转起着决定性的作用。
硬件作为软件算法的载体,也是具体功能的执行单位,其上所含电路功能的多少,决定着电机控制算法实现的上限,下述将对本文所设计的电机控制器硬件的主要电路进行介绍。
主控板选择TI公司的高性能TMS320C28x系列32位浮点DSP处理器TMS320C28335作为主控芯片,其外围模块电路如下:图1 电机控制器硬件电路原理图采用TI公司的高性能TMS320C28x系列32位浮点DSP处理器TMS320C28335,其最小系统必须满足下列要求:IO口至少54个以上;ADC转化精度要求12位,模拟量输入端口16个;至少拥有2路CAN通讯功能,其中的一路作为备用;至少拥有六路PWM;1、电机控制器硬件板的电源需求与设计根据MCU控制板的需求设计,其电源系统,需要提供+24V,+5V,+3.3V,+1.9V。
电动汽车用永磁同步电机控制器设计黄其; 陈翔; 罗玲; 薛利昆【期刊名称】《《电机与控制应用》》【年(卷),期】2019(046)010【总页数】8页(P84-91)【关键词】永磁同步电机; 硬件保护; PCB布局; 弱磁; 温升【作者】黄其; 陈翔; 罗玲; 薛利昆【作者单位】西北工业大学自动化学院陕西西安710072; 江苏中车电机有限公司湖南株洲412001【正文语种】中文【中图分类】TM351; U469.70 引言电动汽车以电机作为驱动机构。
与传统燃油发动机汽车相比,电动汽车起动力矩大、加速快,省去了变速箱,噪声减少,行驶中没有尾气排放,应用越来越广泛[1]。
永磁同步电机(PMSM)作为电动汽车动力机构,频繁工作在正反转交替、电动和发电状态,且要求同时有较大的过载能力和较宽的调速范围,因此控制器是实现电池直流电源向三相交流电源转换的装置,驱动PMSM输出力能[2]。
电动汽车在高速公路上行驶时,大部时间处于匀速状态,阻力较小,此时电机应保持低转矩特性和高转速输出;电动汽车在爬坡时,电机的转速较低但输出力矩较大[3-4]。
因此,电动汽车用电机驱动在低速区应有较高的转矩输出能力,在低转矩时应有较高的转速输出能力,类似于传统汽车中不同挡位工作在不同的路况中。
对于电动汽车驱动电机,在低速区电动汽车需具有好的转矩输出性能,应尽可能提高电机转矩输出能力;而在高速区,当电机转速增大时,电机绕组反电动势也随转速增大而上升,当达到额定转速时,反电动势也达到逆变器的最大值,此时若不采取弱磁控制,控制器会出现饱和失效现象,使电动汽车的性能指标降低。
交流电机矢量控制是将电流分解为转矩分量和去磁分量,控制矢量电流的相位,就可以控制去磁分量和转矩分量,去磁分量的方向与永磁磁链方向相反,可以实现弱磁控制[5],使得电机能在基速度以上运行,拓宽PMSM的调速范围。
本文设计了一款电动汽车用PMSM控制器,介绍了其硬件组成、模块功能、PCB结构布局、散热设计和程序算法设计;加工了控制器样机并搭建试验平台,对控制器进行了调速、效率、发电和温升测试。
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。
国内外电动汽车整车控制器(VCU)性能指标及设计思路一、国外产品介绍(1)丰田公司整车控制器丰田公司整车控制器的原理图如下图所示:该车是后轮驱动,左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其整车控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号,其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向角度信号,汽车的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车控制器将这些信号经过控制策略计算,通过左右2组电机控制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。
(2)日立公司整车控制器日立公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所示。
图中电动汽车是四轮驱动结构,其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动,后轮由高速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的工况下使用不同的电机驱动电动汽车,或者按照一定的扭矩分配比例,联合使用2台电机驱动电动汽车,使系统动力传动效率最大。
当电动汽车起步或爬坡时,由低速、大扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车高速行驶时,由高速感应电机驱动后轮。
(3)日产公司整车控制器日产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车,搭载锂离子电池,续驶里程是160km。
采用200V家用交流电,大约需要8h可以将电池充满;快速充电需要10min,可提供其行驶50km的用电量。
日产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所示,它接收来自组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电子信号,通过子控制器控制直流电压变换器DC/DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动力电池、太阳能电池、再生制动系统。
(4)英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决方案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境,可用于新能源乘用车、商用车电控系统,作为整车控制器或混合动力控制器。
该控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控,以提高整车能量利用效率,确保安全性和可靠性。
新能源汽车电机控制器新能源汽车电机控制器是一种关键的控制设备,它负责控制整个电动汽车的电机系统。
随着人们对环保和节能的重视以及电动汽车市场的不断发展,新能源汽车电机控制器的研发和应用变得越来越重要。
本文将从功能、原理以及发展趋势三个方面对新能源汽车电机控制器进行探讨。
新能源汽车电机控制器的功能主要包括转速控制、力矩控制、电流控制、调速控制和保护控制等。
其中,转速控制和力矩控制是电机控制器最基本的功能。
转速控制可以通过改变电机的电流和电压来实现,从而调节电机的速度。
力矩控制则是通过改变电机的电流和电压来调节电机的扭矩输出。
电流控制则主要是为了保证电机的工作稳定,避免过载和过流现象的发生。
调速控制则可以根据驾驶员的需求来调整电机的输出功率,从而实现加速和减速的控制。
保护控制则是为了保证电机和电池组等重要部件的安全,避免出现短路和过热等故障。
新能源汽车电机控制器的工作原理主要是通过PWM(脉宽调制)技术来实现。
PWM技术是一种通过调整开关器件的导通时间来控制电流或电压的技术。
电机控制器通过不断变换PWM波形的占空比,来控制电机的电流和电压,从而实现对电机的控制。
通过PWM技术,电机控制器可以实现对电机的精确控制,提高电机的效率和响应速度。
新能源汽车电机控制器的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先,控制器的集成化程度将不断提高。
目前的电机控制器主要采用分立元件的方式进行设计,而未来将趋向于集成化设计,减少元件体积,提高系统的可靠性和稳定性。
其次,控制器的功率密度将逐渐增加。
随着电动汽车市场的不断扩大,对电机控制器功率密度的要求也越来越高,未来的控制器将会采用更先进的散热技术和功率电子器件,提高功率密度。
再次,控制器的智能化程度将不断提高。
随着人工智能和大数据技术的发展,未来的电机控制器将会具备更强的自学习能力和适应性,可以根据不同的驾驶环境和用户需求进行动态调整。
最后,控制器的可靠性和安全性将得到进一步提升。
新能源纯电动汽车整车上下电控制策略设计介绍一、前言为了提高整车高压上下电安全,准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理,本文针对纯电动汽车动力系统结构,定义了基于CAN通讯的整车控制网络。
以整车安全性为主要参考量,设计了电动汽车整车控制器上电控制策略、下电控制策略以及紧急故障模式下对高压电紧急下电和低压电处理方法,为调试整车控制器及相应的高低压设备奠定基础。
电动汽车展示二、高压控制的重要性纯电动汽车(EV)以动力蓄电池组作为唯一动力源,以驱动电机作为唯一动力驱动装置。
蓄电池工作电压高达几百伏,当发生高压电路绝缘失效或短路等故障时,会直接影响驾乘人员的生命财产以及车载用电器的安全。
因此,在设计和规划高压动力系统时应充分考虑整车和人员的电气安全性,确保车辆运行安全、驾驶人员安全和车辆运行环境安全。
整车控制器(VCU)是纯电动汽车运行的核心单元,担负着整车驱动控制、能量管理、安全保障、故障诊断和信息处理等功能,是实现纯电动汽车安全高效运行的必要保障。
纯电动汽车上下电控制策略开发设计的目的在于:在已有整车动力系统结构的前提下,通过采集钥匙及踏板等驾驶员动作信号,并通过CAN总线、电池管理系统(BMS)及电机控制器(MCU)等子系统进行通讯,来控制整车高压上电、下电安全。
同时在上下电过程中,力求准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理。
目标车型钥匙门开关设置为两挡:OFF挡、ON挡;整车挡位设置为:前进挡(D挡)、空挡(N挡)、倒挡(R挡)。
表1为各主要部件缩略语及其定义。
表2为各变量名称及说明。
表1主要部件缩略语及其定义表2各变量名称及说明三、整车上下电控制策略1、整车模式说明基于钥匙门位置设置,进行上下电控制,实现整车控制系统初始化、自检、充电状态判断等功能。
目标车型整车控制器由低压蓄电池供电,其上电下电状态由仪表板上的低压开关进行控制。
整车模式分为外接充电模式、非充电模式和紧急停机模式。
电动汽车制动能量回收系统仿真及控制器设计一、本文概述随着全球对可持续发展和环保问题的日益关注,电动汽车(EV)作为清洁、高效的交通方式,正逐渐取代传统的燃油汽车。
电动汽车制动能量回收系统(BRS)是电动汽车节能减排技术的重要组成部分,该系统能够通过回收制动过程中的能量,提高电动汽车的能源利用率和续航里程。
本文旨在对电动汽车制动能量回收系统进行深入仿真研究,并探讨相应的控制器设计方法,为提升电动汽车制动性能和能量管理效率提供理论支持和实践指导。
本文将首先介绍电动汽车制动能量回收系统的基本原理和关键技术,包括能量回收的基本原理、系统架构和关键组件。
接着,本文将重点讨论电动汽车制动能量回收系统的仿真建模方法,通过建立系统的数学模型和仿真平台,分析不同工况下的制动能量回收效果和系统性能。
本文还将探讨控制器设计在电动汽车制动能量回收系统中的应用,包括控制策略的选择、控制算法的设计和参数优化等方面。
通过仿真分析和实验研究,验证所设计控制器的有效性和可靠性。
本文的研究不仅有助于深入理解电动汽车制动能量回收系统的运行机制和性能特点,也为电动汽车制动系统的优化设计和能量管理策略的制定提供有益参考。
本文的研究结果对于推动电动汽车技术的持续发展,实现节能减排目标,促进绿色交通出行具有重要意义。
二、电动汽车制动能量回收系统概述随着全球对环保和能源消耗的日益关注,电动汽车(EV)作为新能源汽车的代表,正逐渐成为未来交通出行的主要选择。
电动汽车的制动能量回收系统(BRS)是其中的一项重要技术,其设计目的是在车辆制动时,将部分或全部的制动能量转化为电能并储存到电池中,从而提高能源利用效率,延长车辆续航里程。
电动汽车制动能量回收系统的工作原理主要基于电机和发电机的可逆性。
在制动过程中,电机反转成为发电机,将车辆的动能转化为电能。
这个电能随后被储存在电池中,以供车辆后续行驶使用。
通过这种方式,制动能量回收系统不仅可以提高能源利用效率,还能在一定程度上减少制动时产生的热量,提高车辆的制动性能。