纯电动汽车驱动桥设计

纯电动汽车电力驱动系统设计

摘要：

汽车工业的高速发展以及人们对于汽车使用需求的不断增加，带动了汽车产量和保有量的持续上升。从而加剧了人们目前普遍关注的两个问题:能源问题和环境问题。我国是个人口大国，随着近些年我国国民经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，汽车的需求和保有量都迅速的加大，而由此引发的对能源、环境的影响尤为严重。电动汽车是以电力作为能源、由电机驱动的的汽车。电动汽车具有结构简单、使用方便和节能环保以及小噪声的特点。所以发展电动汽车尤其是电动客车符合我国的基本国情。

电动汽车动力总成主要包括能源系统、驱动系统。动力总成是电动汽车最重要的子系统，决定了整车的动力性和经济性，是电动汽车产业化的关键。纯电动客车动力总成的控制是基于整车控制系统实现的。纯电动客车整体上按照电驱动的特点可划分为由电力驱动系统、能源系统、整车控制系统及辅助系统等系统组成。 纯电动客车动力总成控制策略是整车控制系统设计和控制器开发的核心，它通过CAN网络来协调动力总成各部件的工作，是电动客车实现整车一体控制和智能控制的关键。 关键词：

电动客车 控制策略 电力驱动系统 参数匹配 再生制动

The Design of Pure electric vehicl

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

第一章 绪论

1.1课题的目的意义：

1.1.1 纯电动汽车的背景

当前，我国电动汽车发展已经进入关键时期，既面临重大的发展机遇，也面临着严峻的挑战。我国电动汽车发展中还存在很多需要解决的问题，如核心技术还不具备竞争力，企业投入不足，政府的统筹协调能力还没有充分发挥等。总体上看来，我国电动汽车产业，起步不晚，发展不慢，但是由于传统汽车及相关产业基础相对薄弱、投入不足，差距仍然存在，中高端技术竞争压力越来越大，因此，必须加大攻坚力度，推动我国汽车产业向创新驱动转型，提高核心技术竞争力，确保我国汽车行业的可持续发展。

纯电动汽车使用电动机作为传动系统的动力源，缓解了能源紧缺的压力，实现了人们长期以来对汽车零尾气排放的期盼，传动系统作为汽车的核心组成部分，其技术创新是纯电动汽车发展的必经之路。

1.1.2 纯电动汽车的意义

近年来，关于纯电动汽车的研究主要集中在能量存储系统、电驱动系统和控制策略的开发研究三方面。

能量存储系统相当于纯电动汽车的发动机，是纯电动汽车电动机所需电能的提供者。目前，铅酸蓄电池是使用最为广泛的，但其充电速度较慢，使用寿命短，节能环保差。随着电动汽车技术的发展，其他电池正在渐渐取代着铅酸蓄电池。目前发展的新电源有纳硫电池、

本科毕业设计

（2015届）

纯电动汽车驱动控制系统的

题 目 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成日期

仿真模型开发 信息工程学院 电气工程及其自动化

11093113 11931322 章炳杨 赵晓丹 2015年6月

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文

诚 信 承 诺

我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《浮法玻璃熔窑系统数据分析与模型辨识》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。

承诺人（签名）：

年 月 日

II

杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文

摘要

当前，各国政府大力推进纯电动汽车的研究与开发。随着纯电动汽车的大力发展，如何对高性能纯电动汽车快速高效的开发成为了新的课题。高性能纯电动汽车的研发，关键在于蓄电池技术、电机及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术等多项电动汽车关键技术的发展。电机是电气驱动系统的核心, 电机的性能、效率及其控制技术直接影响电动汽车的性能。

因此，本论文以纯电动汽

电动汽车驱动控制系统设计

学生：

学号：

专业：电气工程及其自动化

班级：

指导教师：

二O一六年六月

电动汽车驱动控制系统设计

摘要

驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。

关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制

I

ABSTRACT

Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system an

电动汽车驱动控制系统设计

学生：

学号：

专业：电气工程及其自动化

班级：

指导教师：

二O一六年六月

电动汽车驱动控制系统设计

摘要

驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。

关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制

I

ABSTRACT

Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system an

电动汽车的相关知识,对于想要了解电动汽车的同学具有引导和帮助的作用,课件对于电动汽车的现状,各种组成系统和组成原理都有相关的分析,且有较多相关的图片作为辅助进行说明,学习起来更为简便有效。

3.2 驱动电动机 3.2.2直流电动机 直流电动机是电动车辆应用最早且很广泛的电机。它 直接利用蓄电池的直流电，直流电动机的调速和控制技术 成熟。 3.2.2.1 直流电动机的结构 直流电动机是1883年英国人发明的，后来经过不断的 发展，形成如今成熟的一种将电能转化成机械能的装置， 在日常生活和工程技术等领域获得广泛的应用。 直流电动机由磁场、电枢、电刷及刷架等组成，它利 用通电导体在磁场中受力的电磁原理制成。 电动车辆上使用的直流电动机为牵引型电动机，其工 作特点是工作电流大，工作时间长(须连续工作),图3-20 为电动车辆驱动用直流电动机的结构图。

电动汽车的相关知识,对于想要了解电动汽车的同学具有引导和帮助的作用,课件对于电动汽车的现状,各种组成系统和组成原理都有相关的分析,且有较多相关的图片作为辅助进行说明,学习起来更为简便有效。

1.电刷护罩 2.轴承 3.挡油板 4.电刷端盖 5.电 刷架安装板 6.电刷 7.电枢 8。磁场 9.电动机外 壳 1

SS

维普资讯

第 2 1卷第 3期 20 0 8年 5月

机电产品开发匀新D v lp n& In v t n o a hn r& E e t c l rd c s e eo me t n o a i fM c i ey o lcr a o u t i P

Vo., 3 1 21No.

Ma .0 y. 08 2

电动汽车驱动系统的仿真分析吴秀凤(安徽省铜陵学院电气工程系，安徽铜陵 24 0 ) 4 00

摘要：感应电机矢量控制是电动汽车驱动系统常用的技术之一 .该文建立了该驱动系统的结构，给出 了各模块的数学模型，并利用 sb r a e软件进行了仿真分析。仿真表明电动机的控制性能得到了明 显改善 .能够满足电动汽车运行工况复杂多变的需求。

关键词：电动汽车；感应电机；矢量控制技术；s e仿真 a r b中图分类号：T 3 1 P 9. 9文献标识码：A 文章编号：10— 6 3 (0 8 3 19 0 0 2 6 7 2 0 )0— 2— 3

0引言电动汽车的性能与其电力驱动系统的性能密切相

耦的两相电流指令 i和 i ,然后经过矢量逆旋转变换

V~ R,产生静止两相电流指令 i和 i,再进行两相/ k q .三.

.

. k

相变换得

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第 2 1卷第 3期 20 0 8年 5月

机电产品开发匀新D v lp n& In v t n o a hn r& E e t c l rd c s e eo me t n o a i fM c i ey o lcr a o u t i P

Vo., 3 1 21No.

Ma .0 y. 08 2

电动汽车驱动系统的仿真分析吴秀凤(安徽省铜陵学院电气工程系，安徽铜陵 24 0 ) 4 00

摘要：感应电机矢量控制是电动汽车驱动系统常用的技术之一 .该文建立了该驱动系统的结构，给出 了各模块的数学模型，并利用 sb r a e软件进行了仿真分析。仿真表明电动机的控制性能得到了明 显改善 .能够满足电动汽车运行工况复杂多变的需求。

关键词：电动汽车；感应电机；矢量控制技术；s e仿真 a r b中图分类号：T 3 1 P 9. 9文献标识码：A 文章编号：10— 6 3 (0 8 3 19 0 0 2 6 7 2 0 )0— 2— 3

0引言电动汽车的性能与其电力驱动系统的性能密切相

耦的两相电流指令 i和 i ,然后经过矢量逆旋转变换

V~ R,产生静止两相电流指令 i和 i,再进行两相/ k q .三.

.

. k

相变换得

近年来，在我国作为技术的纯的研发与应用取得了突破性发展。这就客观要求行业提升维修水平，升级故障维修手段，利用有效的电子诊断技术提升效率。本文以北汽纯的具体故障作为切入点，通过故障分析及其排除过程，对关键技术进行相应的探究。

一、故障现象

一辆北汽生产的EV 160新能源纯，整车型号为：BJ7000B3D5－BEV，电机型号为：TZ20S02，电池型号为：29/135/220－80Ah，电池工作电压为320V。该车行驶里程为万km，出现无法行驶且仪表报警灯常亮、报警音鸣叫的故障；故障发生时电机有沉闷的“咔、咔”声。

二、系统重要作用及其结构原理

驱动电机系统由驱动电动机（DM）、驱动电机控制器（MCU）构成，通过高低压线束与整车其它系统作电气连接。驱动电机系统是纯三大核心部件之一，是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。 1．驱动电机系统工作原理

在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是执行控制单元给出的命令，即控制器输出命令。如图1所示，控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。

整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电