基于PEBB纯电动汽车电机驱动系统的研究

摘要

由于环境保护日益严峻和石油资源面临枯竭，纯电动汽车的发展己成为世界关注的焦点，这使得纯电动汽车领域成为研究的热点。纯电动汽车应用技术作为汽车行业高新技术发展的必然趋势，它涉及到广泛的技术领域，例如车辆工程、电机控制和驱动技术、电池技术等。电机控制和驱动技术为本文研究的主要内容。
　　 本文首先介绍了纯电动汽车国内外发展状况和研究永磁同步电机调速系统的重要意义。接着详细的分析了永磁同步电机的工作原理以及变频调速的控制方法，并且结合项目要求对整个电机控制系统进行了MATLAB/Simulink仿真，并给出了几种不同控制方案的仿真结果。通过仿真结果比较，选择合适的控制方案。该方案为电机驱动系统设计提供理论基础。
　　 本文针对电力电子技术发展过程中，存在缺乏灵活性、设计复杂等问题，引用一种PEBB(power electronic building block，电力电子标准模块)设计方案，以便解决以上问题。文中介绍了PEBB系统权限划分，将系统分为三层即硬件管理层、应用管理层、系统管理层，并逐层进行分析和设计。每一层都有一个管理器进行管理和控制，它们分别为：硬件管理器、应用管理器、系统管理器。硬件管理器处于最底层，它和电力电子开关元件组成了PEBB。其功能包括：测量端电压、相电流；进行硬件保护；产生有效PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波。应用管理器处于中间层，其功能主要为：对主电路的电流环、电压环(速度环)进行控制。系统管理器处于最高层，执行更高级的控制任务，如：系统的初始化，监控整个系统的运行。文中详细的描述了系统的硬件管理器和应用管理器的硬件设计和数据流设计。应用管理器和系统管理器的通讯接口采用CAN(Controller Area Network，控制器局域网)通讯接口，并详细的描述了CAN的传输数据方式，并且此传输的数据是站在整个系统层面进行规划和设计的。
　　 文中最后针对实际项目开发过程中所遇到的换挡控制和防滑控制，进行了方案设计。在二档变速中，针对电流饱和现象，对电流调节器进行设计，得到了理想效果。在防滑控制中，通过层层控制设计，得到一个全面可靠的防滑控制方案。