ISG并联式混合动力汽车能量平衡控制策略

针对传统的并联式混合动力汽车(PHEV),通过对其行驶过程的能量平衡进行分析,以提高发动机效率和电机驱动系统的效率为依据,设计了一种ISG并联式混合动力汽车(ISG-PHEV)能量平衡控制策略。在综合路况下进行了仿真,结果表明:与传统无ISG电机的PHEV相比,ISG-PHEV的百公里平均耗油量降低了9.6%。     

电动汽车电机驱动系统动力特性分析

分析电机驱动系统的动力特性对完成电动汽车动力传动系的参数匹配具有重要的理论意义。从整车驱动角度分析提出了电动汽车电机驱动系统的理想动力特性：低于额定转速恒转矩，高于额定转速恒功率。电机驱动系统的峰值工作特性、额定工作特性是电动汽车动力传动系参数匹配计算的主要依据。电机基速和最高转速的选择对整车的加速性能起着决定作用。提出了特性描述参数。结合某电机驱动系统动力特性的实测数据给出了分析实例。     

单轴并联式混合动力汽车动力总成建模与仿真

以优化整车动力性和经济性为目标,在Insight混合动力汽车底盘基础上,设计以镍氢电池组和永磁同步电动机驱动的汽车动力系统.利用电辅助控制策略,在满足整车动力性能指标的基础上,使用汽车专用仿真软件ADVISOR(advanced vehicle simulator)进行二次开发,采用前向仿真与后向仿真相结合的方法,根据实际情况构建系统模型,对发动机参数、电机参数选择以及能源匹配进行了仿真研究.仿真结果表明:该单轴并联式混合动力样车的动力系统设计方案是可行的,研究结果可为混合动力电动汽车动力总成的优化设计提供理论依据.     

任意加密和变化角度的有限元剖分算法在电励磁双凸极电机上的应用

针对电动车用双凸极永磁电机运用有限元法进行计算时对各个点磁场的特殊要求,采用改进的三角网自动生成算法,使其能对各个区域的三角形的疏密和角度变化灵活的进行控制。通过剖分实例显示,该方法能生成高质量的网格,适应能力强,它已成功的应用于车用外转子双凸极永磁电机的有限元计算,并取得了良好的效果。     

Application of Direct-Drive Wheel Motor for Fuel Cell Electric and Hybrid Electric Vehicle Propulsion System

This paper presents a gearless wheel motor drive system specifically designed for fuel cell electric and hybrid electric vehicle propulsion application. The system includes a liquid-cooled axial flux permanent-magnet machine designed to meet the direct-drive requirements. The machine design implements techniques to increase the machine inductance in order to improve machine constant power range and high-speed efficiency. The implemented technique reduces machine spin loss to further improve efficiency. The machine design also optimizes the placement of magnets in the rotor to reduce cogging and ripple torque. An original cooling system arrangement based on the use of high thermal conductivity epoxy joining machine stator and liquid-cooled aluminum casing allows the very effective removal of machine power loss. Design details and experimental results are presented.     

电动汽车及其驱动电机发展现状与展望

在提倡环保和节能的大环境下,电动汽车技术迅速发展起来,并成为当前国际汽车行业的研究热点。回顾了电动汽车行业的现状和电动汽车种类,并重点介绍了电动汽车驱动电机的种类及其永磁化趋势,对永磁电机关键技术和电动汽车电机未来的发展趋势作了阐述。最后就电动汽车充放电对电网的影响作了总结,并提出了对电动汽车行业的展望。     

一种用于电动汽车电机驱动器的新型结构设计

从工程角度介绍了一种新颖的电动汽车用电机驱动器的结构设计方案,包括电机驱动器的功率母线技术和散热设计。根据该方案研制的电机驱动器已用于实际电动汽车,其容量达到78kVA,运行效果良好。     

基于PMSM的电动助力转向控制系统设计

为克服现有电动助力转向中有刷直流电动机的不足,提出了以永磁同步电动机作为执行电动机的电动助力转向系统.设计了转向系统整体结构,对永磁同步电动机矢量控制原理进行了分析.在电动机矢量控制策略基础上,设计了前馈控制与模糊PI相结合的复合控制算法和曲线形助力控制算法.仿真结果表明,该控制算法提高了转向电动机电流跟踪精度和响应速度,车辆稳定性好.     

磁阻发生装置设计及其在功率车中的应用研究

针对现有功率车在测试训练过程中由于踩踏速度的变化无法维持功率恒定的问题,设计了一种新型磁阻发生装置。 首 先,基于永磁同步电机的原理对磁阻装置基本结构进行设计,通过功率车的整体结构确定装置的基本结构尺寸,结合测试时所 需的最大功率确定电磁负荷,选择永磁体,再进行定转子的结构尺寸以及绕组连接形式设计,并确定径向气隙参数,最后,分析 了系统恒功率控制原理,并通过模糊 PID 控制与迭代学习控制(ILC)对系统恒功率控制效果进行了仿真与实验。 结果表明,新 型磁阻式功率车在踩踏速度在 60( ±10) r/ min 的范围内变化时,功率误差控制在±5 W 以内,可以接受。 采用新型磁阻发生装 置的功率车提高了恒功率控制效果,验证了其在维持恒功率方面的先进性。     

电动汽车功率单元主动热控制

电动汽车电机控制器的功率单元作为功率变换的核心部件,在电动汽车运行过程中存在过温风险。为有效规避风险且提升运行可靠性,设计了一种电动汽车功率单元热控制方案。利用传感器间接推导IGBT模块温度情况,根据功率单元实时温度与温度变化率, 采取输出功率与开关频率降额措施,对IGBT模块温度进行连续动态调节。研究表明,所提方案对电动汽车功率单元温度有效快速管控,提升了运行可靠性。     

新能源汽车电驱和电机测试台架系统设计与应用

针对新能源汽车车用驱动器及动力电机系统测试的要求,首先对车用永磁同步电机动态特性进行分析,并根据电机驱动器、电机的特点和测试要求进行台架测试系统设计,最后搭建一套完整的台架测试系统进行驱动器和电机的测试与完善。试验结果表明,所设计开发的台架测试系统平台能够稳定可靠运行,满足驱动器厂和电机厂的性能、可靠性和极限的测试需求,具有很强的实用性,对车用动力系统开发具有一定的参考价值。     

基于DSP的混合动力汽车电驱动控制系统设计

对混合动力汽车(HEV)电驱动控制系统进行了设计,采用转速、转矩双闭环控制,实现了恒转矩启动和恒功率运行。整个电驱动控制系统包括电源模块、逆变模块、控制模块、驱动模块、系统安全检测模块、CAN通讯模块等主要部分,可以实现电动发电和制动能量回馈功能。为了验证所设计系统的有效性,研制了一个小功率试验平台,该平台以TMS320LF2407A型DSP为核心器件,基本实现了HEV所需的大部分功能。     

铸铜转子双三相异步电动机设计与优化

以新型电动车用驱动电机为设计目标,利用有限元软件建立铸铜转子双三相异步电动机二维电磁仿真模型,计算电机的峰值输出转矩和功率。对比分析铸铜转子与铸铝转子在效率方面的差异,进一步计算电机的效率分布,通过调节定子和转子槽型来优化电机的效率分布,使电机的最高效区域分布在电动车的常用工况区;对比分析对称电压供电情况下,双三相定子绕组与三相定子绕组在一相忽然断路时对电机转矩的影响,并给出双三相电机缺相运行时的控制策略。以电机的实测数据来验证仿真计算的正确性,电机输出特性满足电动汽车需求。     

基于虚拟仪器的电动汽车动力平台测试系统

为了满足电动汽车牵引电机系统性能测试的需要,针对电动汽车牵引电机系统的工作特点,建立了电动汽车动力性能试验台架,开发了利用虚拟仪器技术的测试系统软件,设计了相应的控制策略,实现了多路并行、高速数据采集的结果。测试系统充分发挥了虚拟仪器技术灵活性、兼容性强和可重用度高的特点。在测试平台上对国内外多台电动汽车牵引电机的动力特性进行了测试,并完成了多组电动汽车用动力锂离子电池组的放电试验。结果表明,建立的基于虚拟仪器的测试系统在实际应用中提高了测试过程的客观性和自动化程度,具有较好的科研价值和应用前景。     

矢量控制的电动汽车异步电机驱动器研究和设计

对异步电机矢量控制方法和转子时间常数辨识方法进行了理论研究，在此基础上设计出了一种用数字信号处理器作为控制器核心、适合电动汽车运行工况的电动汽车驱动器。矢量控制算法通过坐标变换把多阶的、强耦合的异步电机系统转换为一个与他励直流电机类似的系统，可以实现对其励磁电流分量和转矩电流分量的分别控制，从而可以通过简单的算法满足电动汽车的运行工况要求。理论分析和实验结果都表明所述系统方案是可行的。     

An asynchronized converter-fed motor and its model

Results of theoretical and experimental studies of an asynchronized converter-fed motor (ACFM) are presented. A proposed version of a converter-fed motor is designed on the basis of an asynchronous motor with a phase-wound rotor based on a voltage inverter with IGBT modules as power switches. A signal from the current sensor to the microintegrated control system further shifts the driving pulse toward an ordered constant angle. These modifications improve energy performance and increase the switching capacity of the inverter by adjusting the delay angle of the power modules. An ACFM model has been developed on the basis of presented equations. It is useful to obtain the ACFM’s stator and rotor transfer function and to determine the controlled variables and control and disturbance influences. The proposed mathematical model makes it possible to investigate transient processes in an electric machine during starting up to speed, as well as under changes in shaft load.     

基于无刷直流电机的电动车控制器研究与设计

传统的电动车用无刷直流电机(BLDCM)控制器功率逆变电路,为实时检测相电流,通过电阻进行相电流采样并反馈给微控制单元(MCU)进行电流环闭环控制,然而,在功率较大的控制器电路应用中,大电流会导致功率损耗增加。为解决这一问题,以STM32系列微型单片机为核心,设计了一套电动车控制器控制电路。重点阐述BLDCM硬件控制。为改进电源短路保护电路,提出了一种新型的MOS管内阻采样方法,并制作铝基板PCB。测试结果表明:该控制电路测控性能稳定,能够应用于工业生产中。     

基于参数敏感度的双凸极永磁型双定子电机的优化设计和性能分析

双凸极永磁型双定子(DSPMDS)电机是针对电动汽车(EVs)驱动电机的应用要求,融合了双定子电机理论和定子永磁型双凸极电机理论,具有高转矩密度、高功率密度以及更加灵活多变的工作模式等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构,在DSPMDS电机初始设计尺寸的基础上,通过建立电机参数化模型,并采用多目标敏感度优化方法,筛选出对电机转矩波动和铁心损耗影响最大的关键结构尺寸参数,在此基础上进一步采用响应面法选取最优结构尺寸参数。采用有限元仿真计算分析DSPMDS电机的反电动势、铁心损耗、定位力矩等电磁性能,样机实验结果验证了所提出的参数敏感度优化设计方法和性能分析的正确性,丰富了该类复杂结构的永磁型电机的快速设计和优化的途径。     

Control strategies for integration of electric motor assist and functional electrical stimulation in paraplegic cycling: utility for exercise testing and mobile cycling

AIM: The aim of this study was to investigate feedback control strategies for integration of electric motor assist and functional electrical stimulation (FES) for paraplegic cycling, with particular focus on development of a testbed for exercise testing in FES cycling, in which both cycling cadence and workrate are simultaneously well controlled and contemporary physiological measures of exercise performance derived. A second aim was to investigate the possible benefits of the approach for mobile, recreational cycling. METHODS: A recumbent tricycle with an auxiliary electric motor is used, which is adapted for paraplegic users, and instrumented for stimulation control. We propose a novel integrated control strategy which simultaneously provides feedback control of leg power output (via automatic adjustment of stimulation intensity) and cycling cadence (via electric motor control). Both loops are designed using system identification and analytical (model-based) feedback design methods. Ventilatory and pulmonary gas exchange response profiles are derived using a portable system for real-time breath-by-breath acquisition. RESULTS: We provide indicative results from one paraplegic subject in which a series of feedback-control tests illustrate accurate control of cycling cadence, leg power control, and external disturbance rejection. We also provide physiological response profiles from a submaximal exercise step test and a maximal incremental exercise test, as facilitated by the control strategy. CONCLUSION: The integrated control strategy is effective in facilitating exercise testing under conditions of well-controlled cadence and power output. Our control approach significantly extends the achievable workrate range and enhances exercise-test sensitivity for FES cycling, thus allowing a more stringent characterization of physiological response profiles and estimation of key parameters of aerobic function. We further conclude that the control approach can significantly improve the overall performance of mobile recreational cycling.     

增程式电动车用永磁同步电机弱磁控制仿真研究

考虑到增程式电动车(EREV)电驱动系统的特点和特殊要求,在永磁同步电机数学模型的基础上,研究了永磁同步电机的弱磁控制原理及其控制策略。在基速以下,采用最大转矩/电流控制(MTPA),使电机运行于恒转矩区,以获得最大电磁转矩;当转速增至基速后,则采用弱磁控制策略,以拓宽电机的调速范围,实现高速恒功率运行。在Matlab/Simulink中,基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术对永磁同步电机弱磁控制系统进行了建模仿真,验证了该弱磁控制算法正确性。