电动汽车驱动控制系统设计_毕业设计论文
新能源汽车——电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。
目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。
本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。
本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。
2、电动机的主要调速方式。
关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
电动汽车驱动防滑控制系统设计
电动汽车驱动防滑控制系统设计摘要：电动汽车的驱动防滑控制系统可以对主动轮的传动扭矩进行合理地控制，从而避免主动轮的过度滑动，改善电动汽车的动力性和侧向稳定性，在电动汽车主动安全性方面，一直是一个重要的课题。
通过对驱动轮的打滑和角度加速度的分析，为确保车辆的安全运行提供一种更加实用的控制方案。
关键词：电动汽车；驱动防滑控制；车辆安全引言在平滑路面上起步加速时，车辆的主动轮很容易发生打滑。
在打滑过程中，由于滑移率太高，造成车辆的驱动力、横向力下降，导致车辆转向稳定性、转向控制性下降，对驾驶安全产生不利的影响。
此外，传动轮的打滑也会使其速度急剧增加，从而加重轮胎的磨损。
1、电动汽车驱动防滑控制途径1.1电机转矩调控一般采用电压控制、转速闭环控制和转矩闭环控制等控制方法。
该技术采用PWM技术，对电动机进行 PWM控制，通过对电动机的电压进行控制，从而实现对电动机的驱动扭矩的控制。
但是，这个电压不能比驱动马达的反 EMF高，否则就能控制输出扭矩，以达到最大输出扭矩。
电动机的速度控制就是把电动机的输入速度信号和系统的反馈速度信号进行差分，再进行控制，一般采用 PI或 PID控制。
要求操作者对油门踏板进行非常精细的控制，而人的反应能力有限。
因此，这种方式很难达到想要的结果。
调整电动机的电流，实际上相当于控制电动机的转矩，也就是控制转速回路的误差，从而改变电动机的电流，实现电动机的输出扭矩。
该方法的特点是高效、易于观察[1]。
1.2离合器与变速器控制在传动轮滑动比较大的情况下，可以通过调节离合器啮合度，使其在较大的滑动速度下产生较大的滑动，以减小输出扭矩。
变速器控制一般是指通过对传感器的信号进行处理，从而达到降低扭矩的目的。
通过电子设备自动调整变速箱的传动比，减少了扭矩的输出。
利用上述方法，可以进行传动和防滑控制，但在执行离合器和传动装置的控制时，系统的响应速度不太快。
并且，这种方法将受到很大的损坏，从而限制了这种方法的使用。
新能源汽车驱动系统的设计与控制
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
大学毕业设计论文 电动汽车无刷直流电机驱动的研究
电动汽车无刷直流电机驱动的研究1 电动汽车无刷直流电机驱动介绍交通车辆的废气排放与污染已成为一个世界性的环境问题，近二十年来，世界各国纷纷投入力量，寻找降低或杜绝车辆废气排放与污染的途径， 其中用于轿车和公交客车的电动车/混合动力车技术最为引人注目。
在我国，电动汽车已被列为科技部全面启动实施 12 个重大关键技术攻关与产业化示范科技专项之一。
电动汽车的核心技术是电源系统及驱动系统，电动汽车的驱动将成为现代交流传动技术的一个主要应用领域，具有广阔的市场前景。
无刷直流电机具有小体积、轻重量、高效能、易控制等诸多优点， 既具有直流电机优良的转矩控制特性， 又免除直流电机碳刷需经常维护的弊端，非常适用于电动汽车驱动。
2 直流无刷电机的数学模型为简化电机的数学模型，做如下假设：1) 三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流与转子磁场皆对称分布；2) 忽略齿槽、 换相过程和电枢反应等影响；3) 电枢绕组在定子内表面均匀连续分布；4) 磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。
于是可以得到三相绕组的电压平衡方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p L MM M L M M M Li i i r r r u u u 000000 (1) 式(1)中，a u 、b u 、c u 为三相相电压；a i 、b i 、c i 为三相相电流；a e 、b e 、c e 为三相反电动势；L 为三相绕组的自感；M 为每两相绕组间的互感；p 为微分算子p = dt d /；由于电机三相采用 Y 型连接，故：0=++c b a i i i (2)0=++c b a Mi Mi Mi (3)将式(2)和式(3)代入式(1)中，得到电压方程：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a c b a c b a c b a e e e i i i p M L M L ML i i i r r r u u u 00000000000 (4)根据式(4)得到电机的等效电路图，如图2-1 所示，电机的反电动势和相电流波形如图2-2 所示。
新能源汽车驱动电控系统设计与优化研究
新能源汽车驱动电控系统设计与优化研究新能源汽车的快速发展和广泛应用，使得新能源汽车驱动电控系统的设计与优化研究变得尤为重要。
随着全球对环境保护和可持续发展的重视，新能源汽车作为一种清洁、高效的交通工具，将在未来取代传统燃油汽车成为主流。
而驱动电控系统作为新能源汽车的核心部件，直接影响着车辆性能、能效和安全性。
因此，对新能源汽车驱动电控系统的设计与优化研究显得尤为迫切。
首先，我们需要深入了解新能源汽车的发展背景和趋势。
随着全球气候变化日益严峻，传统燃油汽车所带来的尾气排放和资源消耗等问题愈发凸显。
新能源汽车以其零排放、低噪音、高能效等特点，成为了人们关注的热点。
相关部门对新能源汽车的扶持也在不断加大，推动了新能源汽车市场的快速增长。
因此，新能源汽车的发展前景十分广阔，对于驱动电控系统的研究与优化具有重要意义。
其次，新能源汽车驱动电控系统的设计与优化需要考虑多方面的因素。
首先是系统的整体设计。
驱动电控系统包括电池管理系统、电机控制系统、功率逆变器等多个部分，需要对这些部分进行整体设计，保证各部件的协调运行。
其次是系统的性能优化。
驱动电控系统的性能直接关系到新能源汽车的驾驶体验和能效表现，需要对系统进行性能优化，提高车辆的行驶稳定性和能效。
此外，还需要考虑系统的安全性问题，确保新能源汽车在各种复杂的工况下都能稳定运行。
在中，电池管理系统是一个至关重要的部分。
电池作为新能源汽车的能源来源，其管理系统直接影响着车辆的续航里程和安全性能。
电池管理系统需要对电池的充放电过程进行精确控制，保证电池的安全可靠运行。
此外，电池管理系统还需要实现对电池的在线监测和状态估计，及时发现电池的异常情况并采取相应措施。
因此，在新能源汽车驱动电控系统的设计与优化中，电池管理系统的研究显得尤为重要。
另外，电机控制系统也是新能源汽车驱动电控系统中的关键部分。
电机作为新能源汽车的动力源，其控制系统需要实现对电机的精确控制，提高车辆的动力性和效率。
毕业设计__电动汽车电子控制系统设计论文
电动汽车电子控制系统设计摘要首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。
其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。
再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink 仿真模型。
最后，基于 PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。
关键词电动汽车, 参数优化, 系统仿真, 自动控制, 可编程控制器1 绪论纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。
由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。
续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～300km，且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池管理系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50～100km。
比起传统燃油汽车而言，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。
成本过高:目前各式电动汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢基础上改装而成的，即将发动机、油箱等系统全数拆下，然后装上电机、电池等相关配套设备就形成电动汽车。
电池、电机及其控制器技术复杂，其成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。
蓄电池性能难以满足要求:电动汽车使用的普通蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。
若采用动力足、寿命较长的电池，其成本较高。
电动汽车驱动控制系统设计--毕业设计
排放物质
燃油汽车排放系数
电动汽车排放系数
甲醛
0.87
0
一氧化碳
46.50
0
碳氢化合物
3.52
0
氮氧化合物
2.40
0
硫氧化合物
2.40
0
有机酸（醋酸）
0.87
0
有机酸（醋酸）
0.224
0
在表格1-3中所示，重量为1 000kg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、0.077 1、0.004 5—0.045 36kg。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种情况，意义与燃油汽车相同。表格1-3资料来源于美国通用汽车公司电动汽车技术报告。
1.2
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》。
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
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 and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application.
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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》。
四川理工学院毕业设计（论文）
电动汽车驱动控制系统设计
专业：电气工程及其自动化
四川理工学院自动化与电子信息学院
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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้燃油汽车
电动汽车
CO
17.0
0
HC
2.7
0
NOX
0.74
1（0.023）
CO2
320
0（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40.233 6km/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》。
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。如何缓解并最终解决能源供需矛盾，如何改善日益严峻的环境状况，各国从不同角度为此不辞辛劳。据联合国统计，目前世界拥有8亿辆汽车，因此，能源紧张与汽车行业发展的关系十分密切，每年汽车消耗250亿桶石油，占世界石油消耗的75%，同时排出大量有害气体，严重污染了人类赖以生存的自然环境。同时，内燃机汽车使用的燃料均为一次性能源，开发使用后便不可再生。伴随着全球能源消耗的增加，地球的矿物能源已面临枯竭，迫使人们重新考虑未来汽车的问题，而低环境污染、低噪声的电动汽车再次进入了人们的视野。
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
0.87
0
一氧化碳
46.50
0
碳氢化合物
3.52
0
氮氧化合物
2.40
0
硫氧化合物
2.40
0
有机酸（醋酸）
0.87
0
有机酸（醋酸）
0.224
0
在表格1-3中所示，重量为1 000kg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、0.077 1、0.004 5—0.045 36kg。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种情况，意义与燃油汽车相同。表格1-3资料来源于美国通用汽车公司电动汽车技术报告。
CO2
83
91
41
SOX
0.004 5-0.453 6
0.181 4-0.771 1
0.000 3
同时，噪声污染同样是当今社会中的一个环境问题，车辆在行驶时，发动机、轮胎、气流、排气管等不断的发出噪声，有资料表明，大型客车噪声为70—75dB，面包车为70dB左右，交通道上的车辆噪声平均为70dB以上。噪声不仅影响车内的乘客，而且影响周围的环境，当环境噪声超过一定标准时，人们通常会出现头晕、烦躁、耳鸣、恶心等不良反应，同时，长时间持续受到过高噪声的刺激，人们会感到疲倦，造成记忆力衰退，产生神经功能障碍等疾病。
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
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 and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application.
表1-3 1000kg燃油汽车与电动汽车的排放比较
驱动系
统类型
质 量
燃油汽车
（无铅汽油）
1 000kg
电动汽车
（火力发电）
1 200kg
电动汽车
（天然气发电）
1 200kg
HC
0.018
0.000 8
0.002 2
CO
0.91
0.009 1
0.018 2
NO2
0.077 1
0.294 8
0.181 4
Key words:EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control
第
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。而作为一种重要的交通工具，电动汽车在人类文明史上始终占据真不可忽视的地位，同时也对高科技的发展、工业的兴起以及经济的发展起到了重要的作用。