电动汽车驱动控制系统设计

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1、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

2、ABSTRACTDrivingsystemistheheartofEVandoneofthekeypartsofthevehiclethatdeterminestheperformanceoftheEVdirectly.Accordingtothecontroltechnique、themethodofinductionmotordrivesystemandbasedonthefactualrequirementofEV,thespeedsensorlessvectorcontrolwasdesignedinthisarticle.

3、Bytransformingcoordinate,thestatorcurrentisdecomposingtwoDCpartswhichorientatedastherotatormagneticfieldandcontrolledrespectively,Somagneticfluxandtorquearedecoupled.Itcontrolstheasynchronousmotorasasynchronousway.Finally,intimationsystemisestablishedintheenvironmentof

4、Matlabtovalidatethesecontrolarithmetic.Thesystemproveditsenormouspracticalvalueofapplication.Keywords:EV;Drivesystem;Inductionmotor;speedsensorlessvectorcontrol目录第1章绪论11.1引言11.2燃料汽车和电动汽车的对比11.3电动汽车的发展现况2第2章常用的几种驱动系统32.1驱动系统电机的选择32.2常见的几种驱动系统6第3章异步电机矢量控制原理73.1三相异步电动机的多变

5、量非线性数学模型73.2坐标变换83.3三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型93.4异步电机的矢量控制93.5按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用103.6无速度传感器矢量控制系统12第4章基于MATLAB的电动汽车矢量控制系统仿真124.1基于电流模型磁链估计的控制系统仿真124.2基于电压模型的无速度传感器矢量控制系统144.3仿真结果分析15第5章结束语19致谢20参考文献21第1章绪论1.1引言电动汽车是一种电力驱动的道路交通工具，其包括了电池电动汽车，混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车等。在第一辆电池电动汽车问世至今

6、以来，电动汽车的发展几经沉浮，并随着科技和社会的进步跨越了不同的时代。至人类社会进入20世纪以来，能源危机和环境污染问题成了世界各国面临的两大难题。1.2燃料汽车和电动汽车的对比电动汽车以蓄电池的电能为动力，在行驶时几乎没有废气排出，比燃油汽车减少92%-98%，是最被看好的“零污染”汽车。因此，电动汽车的使用时为解决环境污染问题提供了很好的一条途径。表1-1比较了燃料汽车和电动汽车的废气排放（主要成分）。表格1-1资料来源：《国家重大科技产业工程项目电动汽车实施方案》。表1-1电动汽车与燃油汽车的废气排放比较（g/km）废气组成燃

7、油汽车电动汽车CO17.00HC2.70NOX0.741（0.023）CO23200（130）注：括号的数据考虑了电厂排放的废气表格1-2列出了未安装防护设备汽车的排放系数，这些事汽车在产生区域以平均40.2336km/h时速为基础的平均排放系数。资料来源：《大气污染影响评价实用技术》。表1-2未安装防护设备汽车的排放系数（g/车，km）排放物质燃油汽车排放系数电动汽车排放系数甲醛0.870一氧化碳46.500碳氢化合物3.520氮氧化合物2.400硫氧化合物2.400有机酸（醋酸）0.870有机酸（醋酸）0.2240在表格1-3中

8、所示，重量为1000kg的传统汽车使用无铅汽油所排放的HC、CO、CO2、SO2分别为0.018、0.91、0.0771、0.0045—0.04536kg。其中，电动汽车的尾气排放包含了发电厂气体排放量，分为火力发电厂和天然气发电厂两