混合動力汽車雙機械端口電機及其控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著能源問題日益嚴重和節(jié)能減排呼聲的日益高漲，電動汽車成為世界范圍內(nèi)研究的熱門問題。作為過渡產(chǎn)品的混合動力電動汽車，已經(jīng)具備較多的基礎(chǔ)和市場化條件，成為目前研究的一個重要領(lǐng)域。電無級變速器是一種新型的混合動力汽車傳動系統(tǒng)，以其特有的優(yōu)勢引起了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注。本文對電無級變速器及其核心雙機械端口電機進行了建模，控制策略，控制系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)，系統(tǒng)配合等問題進行了深入的分析和研究，并通過仿真，實驗等手段對理論分析進行了驗證。
　　

2、本文首先建立雙同步坐標系作為雙機械端口電機理論分析和數(shù)學建模以及控制策略的基礎(chǔ)。從簡化的理想雙機械端口電機入手，分別建立了它在靜止坐標系和雙同步坐標系下的電壓、磁鏈方程、電磁轉(zhuǎn)矩表達式和轉(zhuǎn)子運動方程，對自感和互感參數(shù)進行了詳細的計算，給出了兩套坐標系之間的變換關(guān)系，然后建立了雙機械端口電機瞬態(tài)分析的狀態(tài)方程模型。在理想雙機械端口電機模型的基礎(chǔ)之上，將問題進一步深入和推廣，建立了與實際系統(tǒng)更加接近的耦合雙機械端口電機數(shù)學模型，分別建立電機

3、在靜止坐標系和雙同步坐標系下的電壓、磁鏈方程、電磁轉(zhuǎn)矩表達式和轉(zhuǎn)子運動方程，并對電感參數(shù)進行了詳細的計算，給出了兩套坐標系之間的變換關(guān)系以及雙機械端口電機瞬態(tài)分析的狀態(tài)方程模型。然后，提出雙機械端口電機基于受控電壓源的等效電路。
　　 對現(xiàn)有的混合動力汽車控制策略進行分析和總結(jié)，本文提出采用電無級變速器的混合動力汽車基本控制策略，詳細分析了各種控制策略的工作方式以及采用電無級變速器實現(xiàn)的具體途徑，并以此為目標對雙機械端口電機的控

4、制策略提出要求。根據(jù)混合動力汽車汽車整車控制要求，制定了雙機械端口電機的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)速控制模式和轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速控制模式，從而實現(xiàn)電無級變速器四象限運行所有工況的控制以及整車高效率運行的目標。為提升轉(zhuǎn)速范圍，給出了雙機械端口電機弱磁控制策略。然后給出了雙機械端口電機控制器的硬件和軟件設(shè)計。
　　 雙機械端口電機控制系統(tǒng)中，雙向DC/dC變換器作為儲能裝置與動力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，具有能量雙向傳遞和維持電機控制器直流母線電壓穩(wěn)定性的重要作用。本

5、文介紹了一種新型的采用移相控制技術(shù)的雙向DC/dC變換器，分析了其控制原理，軟開關(guān)實現(xiàn)條件以及傳輸功率表達式等。并給出了雙向DC/dC變換器的樣機硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方案。
　　 通過仿真和實驗研究，對本文提出的雙機械端口電機控制策略及整車中控制目標的實現(xiàn)進行了驗證和總結(jié)，并對雙向DC/dC變換器的工作原理，傳輸功率以及控制策略進行了驗證。
　　 本文最后針對雙機械端口電機的新技術(shù)和新問題進行了研討，提出了改進型的結(jié)構(gòu)——