基于开关磁阻电机的双轮驱动电动汽车驱动系统研究

摘要

轮式驱动电动汽车采用多个轮毂电机独立驱动车辆，是未来电动车发展的一个重要的方向;开关磁阻电机不仅结构简单、运行可靠、制造成本低，而且调速范围宽、效率高，将其作为纯电动汽车驱动源具有优越性。本文基于开关磁阻电机，对双轮独立驱动纯电动汽车驱动系统进行研究，主要包括以下内容:
　　 (1)综述了电动汽车的国内外发展现状，其中包括驱动电机、底盘控制、驱动方式等的发展现状，得出基于开关磁阻电机的双轮驱动电动汽车具有优越性。
　　 (2)给出了开关磁阻电机的结构原理，综述了开关磁阻电机基于线性模型法的SRM数学模型及其基本控制策略。根据双轮驱动电动汽车所要求的外转子开关磁阻电机的性能指标，采用电磁场有限元法对外转子开关磁阻电机进行了设计和优化，给出了设计方案并进行了样机试制。同时基于双轮驱动电动汽车各驱动轮之间的协调控制要求及开关磁阻电机电磁转矩的非线性特性，提出采用实验法建立相电流与转矩的关系，并制作成表，在实际中通过控制相电流达到间接协调控制双电机转矩的目的。
　　 (3)阐述了普通内燃机汽车机械差速器的运行原理，给出了最佳转矩比与车速、方向盘转角、车辆几何参数之间的关系;鉴于电动汽车双轮差速驱动所必须的方向盘转角信号检测与获取的必要性，研究并设计了一款基于iGMR的非接触式绝对角位置传感器，从样机的误差分析结果表明该传感器能够满足课题检测要求。
　　 (4)采用单DSP对双轮驱动电动汽车用双开关磁阻电机的驱动控制系统的硬件电路及软件程序进行了研究，设计制作了控制系统样机，并进行了实验研究，包括空载实验、再生制动实验、噪声抑制实验等，同时基于该控制系统，用实验法优化了前述开关磁阻电机的开通角和关断角，得出相电流与电磁转矩之间的关系，以实现通过分配双电机的相电流达到电机转矩的协调控制，从而实现电子差速的目的。