基于容差控制的电动汽车动力系统动态负载模拟

电动汽车动力系统动态负载模拟通过在试验台上再现动力系统受载和运动状态,使得电动汽车动力系统、电池组和整车能量管理策略测试、研究和开发可以在实验室内进行,是经济而高效的台架测试的核心技术。针对该动态负载模拟中模拟精度和控制算法复杂度的协调问题,本文借鉴传统内燃机动态试验台的评价指标,研究分析了电动汽车动力系统动态负载模拟控制器容许的误差范围,据此设计了适当的动态负载模拟容差控制器,并进行了实物对比测试。测试结果表明,所设计的容差模拟控制器能够满足电动汽车经济性评价要求,简便易行利于推广应用。     

变工况下电动汽车驱动系统效率优化控制

为有效降低驱动电机能量消耗,延长电动汽车续驶里程,对车辆工况变换时的驱动系统控制方法进行探讨.利用交流异步电机系统及磷酸铁锂电池组实测数据,采用最小二乘法构建动力总成系统效率模型,并给出基于效率模型进行优化控制、提高电力驱动系统运行效率的控制策略;搭建纯电动汽车动力总成系统仿真模型,并通过试验台实测数据验证模型的有效性;利用建立的仿真模型对纯电动汽车的起步加速过程进行优化,并利用试验台进行了测试,结果表明,对动力总成系统进行效率优化控制后,其效率在车辆起步加速过程中较原车平均提高了3.3％.基于所建立的动力总成系统效率模型,可在车辆工况变换过程中,通过优化控制策略,有效提高动力驱动系统效率.     

模糊自整定PID在制动器试验台电惯量模拟应用

针对传统盘式制动器负载存在的问题,提出了一种电惯量模拟负载的方法,设计一种基于虚拟仪器(LabVIEW)制动器试验台的模糊自整定PID控制器.在LabVIEW软件开发平台中利用模糊自整定PID控制方法,实时控制异步电动机的转速和惯量盘的摩擦能量,使试验系统在较小机械惯量配置的前提下,实现对试验系统惯量的无级调整,达到机械惯量电模拟的目的.试验证明采用电惯量模拟后,系统的性能明显优于采用大飞轮式的机械惯量制动器试验台,提高了试验台的自动化程度.     

基于Bond Graph的电机驱动转子系统振动特性研究

电机驱动的转子系统是工业领域中很常见的机电耦合系统,其动力学行为及振动特性是影响机电系统安全运行的重要因素。Bond Graph作为一种基于功率流的建模方法,对复杂的耦合系统动力学建模具有独特的优势。基于Bond Graph建立了电机驱动转子系统的动力学分析模型,以该模型为基础仿真分析了机电耦合系统的动力学特性。并结合转子试验台,研究了电机工况变化及不对中故障情况下,转子系统的振动特性变化规律。仿真结果与试验台实验结果相吻合,验证了该Bond Graph模型的准确性和有效性。     

纯电动汽车驱动控制策略研究

针对纯电动汽车运行环境复杂多变、难以预测,驾驶员驾驶意图随意性强的特点,本文采用车速电流双闭环调速系统控制纯电动汽车的车速,其中采用模糊自适应整定PID控制策略对车速进行控制,采用Bang-Bang控制策略对电流进行控制。在Matlab/Simulink环境下建立了纯电动汽车车速电流双闭环调速系统仿真模型,基于该模型对电动汽车匀速行驶运行工况和爬坡行驶运行工况进行仿真研究,比较PID控制策略和模糊自适应整定PID控制策略系统的动态特性。仿真结果表明:采用基于模糊PID控制策略的车速电流双闭环调速系统能够在驱动过程中实现车速无静差和阻抗行驶阻力突变,使得控制系统具有良好的动、静态特性。     

燃油增程式电动汽车动力系统关键技术综述

增程式电动汽车又称里程延长式电动汽车,作为纯电动汽车的平稳过渡车型,以其效率高,电池容量小,不会因缺电抛锚等优点受到了广泛的关注。该文针对燃油增程式电动汽车的动力部件选型、动力系统配置、系统协调控制与效率优化等关键技术问题进行了分析研究。对比分析国内外相关技术方案的同时,结合自主研发的一款增程式电动汽车进行了动力系统关键技术的探讨。最后,展望了增程式电动汽车的技术发展,提出了几个值得关注的相关重要研究课题与研究方向。     

车载电源性能测试平台驱动电机调速系统控制策略研究

纯电动汽车电源性能测试平台是研究电动汽车综合性能的必备条件。为研究纯电动汽车电源性能,提出由直流电机-飞轮组成的车载电源性能测试方案,直流电机用来模拟电动汽车驱动电机,飞轮用来模拟电动汽车的负载和惯量。建立了驱动电机直流调速系统的控制模型,运用Simulink和Psim软件对驱动电机的直流调速系统进行联合仿真,分析并比较了PID控制和模糊-PID控制两种控制策略下驱动电机的直流调速效果;建立了基于dSPACE的车载电源性能测试硬件在环测试平台,以简单循环工况为直流调速系统的参考转速,通过实验对两种控制策略下的仿真结果进行了实验验证。仿真和实验结果均表明模糊-PID控制策略在控制精度和动态性能方面优于PID控制策略。     

国内外电动汽车发展及前景预测

1 发展电动汽车可有效解决能源消耗和环境污染问题 电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。电动汽车包含纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。     

纯电动汽车电动助力转向模糊控制策略研究

助力电机和减速装置是纯电动汽车电动助力转向系统（EPS）的核心部件,由于机构本身的惯量以及摩擦阻尼等因素影响EPS系统的转向性能,针对EPS系统响应慢、回正控制不灵敏的问题,提出一种基于模糊控制策略的控制方法来减小EPS系统的回正阻力,从而改善EPS系统的转向性能。其中,建立了EPS系统数学模型,对在实时行驶工况下纯电动汽车的EPS系统电机电流、电机转矩、方向盘转矩为控制对象,为了验证该控制策略的可行性,搭建了纯电动汽车EPS系统硬件在环实验环境,实验结果表明,所采用的模糊PID控制策略能很好的改善实时工况下的EPS系统转向性能。     

虚拟惯量控制对直驱风电机组载荷影响的分析及评估

针对虚拟惯量控制诱发风电机组机械载荷的问题,开展虚拟惯量控制对采用直驱永磁同步发电机（D-PMSG）的风电机组载荷影响的理论分析和仿真评估研究。从叶片、塔筒等机械结构低阶模态出发,建立虚拟惯量控制下D-PMSG线性化多体动力学模型,并通过线性化多体动力学模型分析虚拟惯量控制对机组载荷的影响机理。采用软件联合建模方法,构建涵盖永磁同步电机及其控制、电网、机械和气动特性等的D-PMSG非线性机电耦合模型。依据冲击载荷最大值、最大变化幅度百分比及等值疲劳载荷等指标,通过所建立的非线性机电耦合模型仿真分析并量化评估虚拟惯量控制对机组冲击载荷和动态疲劳载荷的影响。结果表明,D-PMSG附加虚拟惯量控制后,电网侧频率突变会使得传动轴和塔底侧向出现显著冲击载荷,且其随虚拟惯量时间常数增大而增大,在湍流风运行工况下机组传动轴和塔底侧向等值疲劳载荷较无附加虚拟惯量控制均有所减小。     

基于直接转矩控制的先进汽车测试系统

动态响应速度是先进汽车动态测试中的关键,在研究直接转矩控制的基础上,提出用其设计的测试系统方案,并建立了仿真实验模型.在设计中,采用电惯量替代传统的机械惯量模拟汽车运动惯量.由于直接转矩控制能快速响应转矩指令,使得研究的电惯量模型能精确的控制汽车加速度,突破了单纯速度跟踪的限制.仿真结果也表明性能优越.     

Direct torque control of induction motors for electric propulsion systems

This paper describes an induction motor drive for use in electric propulsion. The specifics of the application (electric vehicle) require fast response and high efficiency for the drive. Direct torque control (DTC) is used to control the motor. In this control strategy, efficiency is optimized by adjusting the magnetic flux of the motor. The sensitivity of the DTC to temperature variations, leading to stator resistance changes, is eliminated by online estimation of stator resistance.     

浅谈煤矿井下电动汽车用隔爆型三相交流异步电动机的设计

介绍了电动汽车用隔爆型三相交流异步电动机的设计要求,并结合应用实例证实了效果良好.     

Virtual torque and inertia loading of controlled electric drive

This work presents a simple method to obtain effects similar to those obtained by real mechanical loading and real inertia variation but without any mechanical parts supplementary to the electric motor of the studied electric drive. The electric motor itself produces the load torque and the inertia variation using digital signal processing software. Therefore, the electric drive is virtually torque and inertia loaded, while its behavior is similar to that of the actual loaded drive. The present method could be used to test the implementation of control algorithms or for didactic purposes using motion control kits found on the market. The present method is used with laboratory works of the DSP Fundamentals in power electronics course at the Department of Electrical and Computer Engineering, Ben-Gurion University of the Negev, Beer-Sheva, Israel.     

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。     

基于轮毂电机的电动汽车再生制动研究

基于轮毂电机驱动的电动汽车的结构特点以及轮毂电机低转速、高转矩的特点,提出了轮毂电机再生制动方法。为了恢复最大制动能量,在中等强度制动条件下通过轮内电机输出车辆减速的所有制动转矩。由AMESim软件建立液压制动系统和轮毂电机驱动系统的车辆动力学模型。通过NEDC循环和FTP75循环对车辆驾驶条件进行了仿真。仿真结果表明:采用轮内电机制动方式,制动能量回收率显著提高,电动车的能源效率提高30%以上。     

基于扩展磁链观测的永磁同步电机转矩闭环矢量控制

用于风力发电和电动汽车等特殊应用场合中的永磁同步电机(PMSM)驱动器通常需要直接跟踪主控系统下发的转矩指令,而实际系统中通常不安装扭矩仪等转矩检测部件,因此,电磁转矩的准确获取对高精度转矩闭环至关重要。文中提出了一种基于最小阶扩展磁链观测器的实时定子磁链观测方案,并在此基础上完成电磁转矩的观测计算。该定子磁链观测方案不仅可以避免传统方案造成的积分饱和、相位或幅值偏差等不利影响,而且该观测方案具有较强的参数鲁棒性,其转矩观测计算精度基本不受PMSM交、直轴电感以及转子磁链的影响。11kW的PMSM仿真与实验验证了该方案的可行性和有效性。     

夏利纯电动轿车电机堵转温升及系统效率测试

介绍电动车辆动力驱动装置测试系统,并利用其对夏利轿车电机及控制器系统进行了温升工作特性试验。用MATLAB对试验数据进行处理,得到夏利纯电动轿车电机及控制器系统连续工作特性的效率分布图,得出效率分布基本符合设计要求。     

基于电压空间矢量的电动汽车电驱动系统高效快转矩响应控制

针对电动汽车异步电动机电驱动系统效率优化控制引起动态响应速度下降的问题,提出一种用于动态过程的快速转矩响应控制策略.该方法充分利用目前电动汽车电驱动系统中应用广泛的矢量控制方案中已有的转子磁链和电磁转矩信号,结合直接转矩控制思想,在动态过程中通过选择适当的电压空间矢量,提高转子磁链和转矩响应速度.该方案突破了转子磁场响应慢的制约,使动态过程中电动机的电磁转矩迅速增大.实验结果表明,系统动态响应性能得到明显改善,该高效快转矩响应控制策略具有调节时间短、动态响应快的优点.     

基于台架试验的电动汽车用永磁同步电动机设计分析

为提高电动汽车驱动性能,设计了电动汽车用永磁同步电机(PMSM)。以电动汽车驱动系统要求为目标,计算了PMSM所需功率;进行了PMSM电枢直径、计算长度的确定和转子结构参数的选择;并进行了PMSM场路结合设计计算。利用以上参数设计了电动汽车用PMSM样机。进行了驱动电机系统台架试验。试验结果表明:PMSM样机低速转矩大,恒功率区宽,温升低,符合设计要求,性能满足整车的需要。