文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究
姓名:李志强
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:钟勇
20070420
硕士学位论文
摘要
电动汽车以电能为能源,具有零排放无污染的突出优点,开发前景十分广阔。
驱动电机及其控制系统是电动汽车动力系统中的核心部分。电动汽车用交流电机
的直接转矩控制是电机高性能交流变频调速的新技术之一。
本论文以电动汽车用交流电机驱动系统为研究对象,将直接转矩控制思想运
用于电动汽车驱动系统。为了降低成本并且提高整个系统的可靠性,将电动汽车
电机控制器和整车控制器集成到一起即电机及整车总成控制器。
根据电动汽车所要达到的性能指标,分析了电动汽车驱动系统的特点,对各
种驱动电机进行了比较。讨论了交流调速技术的发展和现状,采用空间电压矢量
方法分析了直接转矩控制的基本原理结构及其算法。
详细分析了交流异步电机系统的工作原理,建立了交流异步电机及其控制系统
的数学模型;然后在此基础之上分析了交流异步电机直接转矩控制的实现方法,介
绍了直接转矩控制系统的关键参量—定子磁链空间矢量的控制方式及其实现办法。
并为获得良好的控制效果形成闭环控制系统,引入了磁链与转矩观测模型。最后建
立了异步电机直接转矩控制系统模型并成功地进行了整个模型的仿真且得到了期
望的结果。根据整车动力学原理,建立了整车动力学模型,最后完成了电机模型和
整车动力学模型的联合仿真。
设计了基于CAN总线的电动汽车整车网络,并制订了整车CAN总线通讯协议。主
控芯片选用美国TI公司生产的面向电机控制的DSP芯片TMS320LF2407。整个硬件系
统是以TMS320LF2407型DSP为核心的弱电电路和以IPM模块为主的强电电路所组成。
设计完成了档位检测模块、踏板位置检测模块、输出控制模块和通讯模块等。
介绍了再生制动的概念,讨论了再生制动的重要性,尤其是在城市工况下,
通过对频繁制动过程中制动能量的回收,既减少了机械摩擦制动系统的损耗,又
实现了能量的重新利用。分析了再生制动的特性,设计了实现再生制动的方案,
包括如何进行电制动和机械制动的合理分配。最后采用了模糊逻辑控制理论来优
化制动能量回收策略。
介绍了嵌入式操作系统μC/OS-II,完成了嵌入式操作系统μC/OS-II 在
DSP2407 上的移植。在完成上面的工作后,进行了基于嵌入式操作系统μC/OS-II
平台上的任务的制定。最后完成软、硬件离线方式下的测试。

关键词:直接转矩控制;DSP2407;IPM;模糊控制;嵌入式操作系统

I
纯电动汽车交流异步电机及整车总成控制器的开发技术研究
Abstract
The EV uses the Electric energy as the power and has the advantage of no emission.
The application of EV will have a good prospect in the future.
The controlling technology of driving motor is core of EV power system. It is one of
the new technologies by using direct torque controlling method to control the AC
motor in which is used in the EV.
AC motor driving system is taken as the research object. The direct torque
controlling method is applied in the EV AC motor driving system. The AC motor
controller and EV controller are integrated into one in order to reduce the cost and
improve the reliability.
The character of all of the EV AC motor driving system is analyzed and the direct
torque controlling method pared with others according to the EV requirements.
The current and future