微型电动汽车传动系统匹配及驱动优化研究

摘要

随着能源、环保问题的日益突出，电动汽车成为21世纪最具发展前途的绿色汽车。而目前电动汽车一直处于研而不发的局面，其原因在于电动汽车的动力性能还无法和燃油汽车媲美，业界一直在摸索电动汽车的最佳设计方案。当前最具产业化前景的无疑是微型电动汽车。
　　 论文从微型电动汽车传动系统的匹配和驱动系统优化来研究提高微型电动汽车效率及性能，从而实现延长电动汽车的续驶里程。
　　 论文根据某公司FA微型电动汽车的动力性要求，从汽车动力学出发，分析了汽车在各种行驶工况下的阻力矩，匹配设计了传动系统的关键参数，包括电机参数、传动比、电池等，使得在一档传动比下实现FA电动汽车的动力性较优指标。并利用ADVISOR仿真软件对匹配设计的传动系统参数进行了动力性仿真，验证了理论匹配计算参数的正确性和实用性。
　　 在驱动系统的优化方面，主要是无速度传感器矢量控制算法的条件下优化电机的效率以及提高控制器的性能。从分析异步电机各种损耗的产生出发，通过电机设计要求和整车驱动控制算法使得损耗达到较小值来获得效率的优化。分析了在额定转速内以及高速区内轻载的最小损耗、以及受控制器输出电压、电流限制的磁通选取的方法。并以某电机厂设计的YV112M-4型电动机的参数进行计算，对比了标准矢量控制及基于损耗模型的效率优化算法下的磁通选取及效率曲面，证明了该效率优化算法对轻载下的效率优化效果明显，效率优化的结果与电机设计曲线一致。
　　 论文从驱动系统控制器的器件选型，驱动电路设计等方面研究了采用MOSFET并联方式的电动汽车驱动系统的硬件电路优化设计。采用了“最坏情况分析法”计算需要并联的MOSFET的个数；分析了MOSFET并联在电动汽车驱动系统中可能出现的问题，并用Saber软件针对实际器件建立模型，搭建了仿真电路。通过理论分析和仿真、试验，锁定MOSFET炸裂的根本原因是感生电压、电流过冲、电压过冲，而开关损耗的大小取决于密勒区时间的长短，并提出了相关的解决方法。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2微型电动汽车优化设计技术关键技术发展现状及趋势

1.2.1动力传动系统的参数匹配设计

1.2.2无速度传感器矢量控制效率优化算法

1.2.3采用MOSFET并联技术的控制器电路优化设计

1.3研究的主要内容

2微型电动汽车传动系统参数匹配

2.1微型电动汽车动力传动系统匹配简介

2.1.1微型电动汽车动力传动系统布置方式

2.1.2各种驱动电机概述

2.2电机匹配理论分析

2.2.1微型电动汽车动力性要求及分析

2.2.2汽车的行驶方程

2.2.3功率匹配

2.2.4单一传动比匹配设计

2.2.5电池匹配理论设计

2.2.6匹配设计结果

2.3基于ADVISOR的微型电动汽车动力性仿真

2.3.1 ADVISOR仿真软件概述

2.3.2仿真模型的建立

2.3.3循环工况仿真分析

2.4本章小结

3微型电动汽车驱动系统优化研究

3.1电动汽车电驱动系统的功率流程及损耗

3.2基于损耗模型的效率优化算法

3.2.1感应电机损耗计算

3.2.2优化磁通选取

3.2.3系统设计

3.3驱动系统控制器电路优化研究

3.3.1驱动系统控制器电路设计

3.3.2驱动系统控制器仿真分析

3.3.3驱动系统控制器最佳驱动电路分析及试验

3.4本章小结

4全文总结与展望

4.1全文总结

4.2后续研究工作的展望

致 谢

参考文献

附录 A.作者攻读硕士学位期间发表的论文