基于LabVIEW的分布式驱动电动车辆测控平台

为了研究轮毂电机驱动电动汽车的操纵稳定性,设计开发一款具有4轮转向和4轮驱动的电动车辆试验平台,基于LabVIEW开发了试验平台的测控系统。针对直线加速和方向盘角阶跃输入等试验工况,利用该样车平台进行了控制算法的快速控制原型和道路试验测试研究,并对电子差速算法实验结果进行分析。试验结果表明,该平台能够进行电子差速和车辆操纵稳定性测试,满足设计功能要求,能验证控制策略的有效性以及评估控制算法的优劣性,为分布式驱动电动车辆的控制算法开发及其操纵稳定性分析评估奠定了良好的基础。     

双电机电动汽车驱动转矩分配策略研究

针对双电机电动汽车前后电机驱动转矩分配问题,提出一种基于惯性权重线性递减粒子群算法的双电机驱动电动汽车驱动转矩分配策略。根据双电机驱动电动汽车构型特点,基于不考虑传动系统和附件能耗时电池能耗约等于双电机系统能耗的前提条件下,提出以电池能耗最小为优化目标的转矩分配优化模型;在保证双电机转矩之和等于需求转矩的基础上,利用惯性权重递减的粒子群算法在电机效率图里进行搜索,以适应度函数最小时对应的转矩值为目标转矩。仿真与试验结果表明,驱动转矩分配策略能够实现合理的转矩分配,可以保证双电机电动汽车在动力性的基础上具有较好的经济性,在NEDC循环工况下其耗电量下降了0. 66%,整车续驶里程延长了9. 4 km。     

双轴驱动纯电动汽车驱动转矩的分配控制策略

针对双轴驱动纯电动汽车的前后电机驱动转矩分配,基于电机的map特性,建立以双电机利用效率最大化为目标的优化模型,获得双驱动电动汽车不同转速与转矩需求下的双电机最优转矩分配模型.针对双轴驱动电动汽车,设计了普通、动力与经济3种驾驶驱动模式,并基于优化模型制定了3种驱动模式的转矩分配优化策略.最后以轻量化纯电动中巴为对象,建立了Carsim/Simulink联合仿真模型,分别以0～60 km/h加速实验验证动力性能,以NEDC工况的经济性验证效率.仿真结果表明,在3种驱动模式下,文中所提出的策略能小幅度缩短电动中巴的加速时间,将NEDC工况的续航里程分别提升2.20%、4.56%与6.60%,从而为双轴驱动电动汽车提供了一种双电机转矩优化分配的新方法.     

基于转矩矢量控制的开关磁阻电机汽车驱动系统

提出了一种基于瞬时电流控制的抑制开关磁阻电机转矩脉动的微步控制策略.设计了以TMS320LF2407为主控制器的电动汽车用开关磁阻电机数字化驱动系统,给出了系统的硬件电路和软件框图.采用转矩矢量控制策略.有效地抑制了转矩脉动.仿真实验结果表明,本系统具有良好的动态和静态特性,可有效地抑制转矩脉动,满足电动车控制需要.     

基于ADVISOR的纯电动汽车驱动转矩 双模糊控制策略

针对电动汽车行驶工况及驾驶员操作具有一定非线性和时变不确定性的问题,对整车控制器的控制算法和电池管理系统进行了研究,提出了一种驱动转矩分配的双模糊控制策略。对纯电动汽车建立整车动力学模型和驾驶员输入参数模型,以基本转矩模糊控制器和补偿转矩模糊控制器来求解,并优化驱动转矩值,采用CAN总线通讯经过电机驱动器来控制驱动电机的转矩输出。以CYC_HWFET高速工况和CYC_EUDC中低速工况为例,基于ADVISOR平台对双模糊控制器的电动汽车进行性能仿真分析。结果表明,所设计的双模糊控制器在满足纯电动汽车动力性要求的同时,也能获得较优的经济性且动力电池利用效率较高。     

电动轮汽车转矩矢量控制系统试验平台

电动轮采用安装在车轮内部的轮毂电机直接驱动汽车行驶,实现了驱动转矩与电制动转矩独立可控。针对目前电动轮汽车的系统耦合程度高、轮毂电机匹配复杂等问题,提出了一种转矩矢量控制系统(TVCS),其结构与整车其他系统相互独立,构成电动轮汽车的动力总成。设计了转矩矢量控制系统的网络拓扑结构及矢量控制器的软硬件架构。通过对原型车底盘系统的设计与校核,获得了搭载转矩矢量控制系统的电动轮汽车试验平台。实车单移线试验结果表明:转矩矢量控制系统能有效保证整车通信负载率,便于轮毂电机集成;试验车实现了基本功能,为转矩矢量控制算法的研发与优化提供了测试平台。     

独立驱动电动汽车TTCAN调度策略与特性研究

针对事件触发CAN实时性与确定性无法满足独立驱动电动汽车动力系统应用问题,以自主研发的双电机独立驱动电动汽车为对象,构建基于TTCAN协议的网络化控制模型,利用AL算法设计信息调度策略,并对其信息传输实时性、延迟、周期抖动及带宽利用率等系统特性进行理论分析与实验验证.结果表明,作者设计的TTCAN方案有效改善了系统通信实时性与确定性.     

双动力系统燃料电池客车经济性优化设计

以燃料电池大客车为研究对象,根据其经济性、可靠性以及低成本的需求,提出了一种包含两套独立的燃料电池、直流／直流变换器及电机的双驱动动力系统结构形式．该结构在通过动力系统的冗余设计提高整车可靠性的同时,为进一步提高整车经济性的控制方法提供了更为广阔的空间．在此基础上,采用了遗传算法的优化方法,提出了一种双电机转矩优化分配控制策略,并通过路况实验验证了控制策略的有效性．     

串并联混合动力系统自适应模式切换优化控制

为改善某新型串并联插电式混合动力系统双电机纯电动至并联驱动模式切换品质,同时确保不同车辆行驶状态及驾驶员输入下模式切换策略的适应性能,提出了平顺性起机和动力性起机概念,设计了自适应模式切换优化控制策略。首先,建立该串并联混合动力系统动力学模型,并对其双电机纯电动至并联驱动模式切换过程进行分析,确定模式切换不同阶段控制目标及控制策略;其次,以车辆驾驶平顺性和发动机起动时间为优化指标,通过动态规划求解发动机最优拖转转速曲线,提出一种发动机起动模型预测优化控制策略,在线计算离合器滑摩转矩以拖转发动机跟踪目标最优转速曲线,并通过电机补偿输出端转矩波动。离线仿真及硬件在环台架试验结果表明,所开发的自适应模式切换控制策略能够满足不同的驾驶需求,并具有较好的驾驶平顺性。     

纯电动汽车驱动电机参数匹配与仿真

通过分析纯电动车整车动力系统的结构特点及纯电动汽车对驱动电机的要求,从汽车行驶动力学出发建立了纯电动汽车电动机性能参数的数学模型, 探讨总结了电机基本特性参数的设计方法. 整车动力系统仿真实验结果表明,最高车速为48.6 km/h,常规车速为35.2 km/h,0～40 km/h加速时间为15.2 s,最大爬坡度为19.7%,满足设计目标,从而验证了该方法的正确性和可行性.     

基于田口鲁棒优化的电动汽车驱动控制策略研究

为改善电动汽车驱动系统动力性和经济性,由电池组放电效率模型、驱动电机系统效率模型和电动汽车加速度模型,建立了综合目标函数.根据城市道路特征对综合目标函数动力性和经济性所占权重进行分配.分别以电机转矩-电机转速,电机转矩-加速踏板开度变化率为信号因子,驱动电机温度,电池组荷电状态为限值因子建立正交试验表,根据田口鲁棒控制动态特性信噪比对整车控制器输出转矩进行优化.根据GB/T 18386—2017电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法进行实车试验.试验结果表明行驶一个市区循环工况,相比于原车驱动控制策略,基于电机转矩-电机转速正交表的方法可节省能耗9%;基于电机转矩-加速踏板开度变化率正交表的方法可节省能耗4%.      

电动车最大化能量回收制动力分配策略研究

为了提高电动车的回收能量,通过对汽车制动动力学和相关法规的分析,建立了电机模型和电动车动力传动系模型,从能量回收最大化角度出发,提出了一种前、后轮制动力根据电机制动转矩进行分配的策略,并采用MATLAB/Simulink软件进行了仿真分析.研究结果表明:采用该策略,电动车可满足制动稳定性和法规的要求;与理想制动力分配策略相比,能充分利用电机制动转矩.仿真结果表明,对日本1015道路循环,电机的发电能量提高了56.1%,对其他各种道路循环,电机的发电能量均有较大幅度提高.     

集成发电机/起动机技术混合动力的动态转矩协调控制策略

针对基于集成发电机/起动机(ISAD)技术混合动力各部件的特性,在实现柴油机、ISG(Integrated Starter Generator)电机、蓄电池和传动系统最佳匹配的前提下,设计了混合动力系统动态转矩协调控制策略.以转矩为控制变量,通过转矩总需求和柴油机万有特性脉谱图,确定了状态切换的条件及柴油机和ISG电机的目标转矩.采用Matlab/Simulink平台进行了CYC_ECE_EUDC工况的动力性仿真.仿真结果表明:文中提出的控制策略能够满足ISAD迅速起动、低速补偿转矩、加速提供辅助动力、充电功率恒定等要求;瞬态工况时,通过ISG电机助力,缩短了工况过渡时间;稳态工况时,通过电机转矩补偿,实现了无转矩波动的状态切换,改善了状态切换过程中动力传递的平顺性;柴油机和ISG电机工作点集中在高效率区域,SOC(Stat of Charge)维持在最佳工作区域;整车实现起步-助力-发电一体化的功能,并为开发控制软件平台提供了理论依据.     

功率分流式混合动力系统电机建模与控制

针对功率分流式混联混合动力公交车,研究电子无级变速器(electric variable transmission, EVT)电机动态模型的建立以及协调控制问题。首先,基于永磁同步电机工作原理,建立电机控制系统细节模型;其次,基于功率分流式混合动力系统工作特性,提出电机MG1(motor/generator)前馈+反馈+电机MG2转矩补偿的双电机动态协调控制算法;最后,利用MATLAB/Simulink/Simscape仿真软件建立电机、逆变器、行星机构以及整车系统模型,通过仿真测试验证电机动态响应特性以及电机在EVT系统中的动态响应特性。仿真结果表明:电机及其控制系统动态响应特性较好,能够较好满足EVT系统工作需求。     

电动车振动测试创新教学实验平台

基于电动高尔夫球车平台,以虚拟仪器软件LabVIEW作为开发平台,在分析电动高尔夫球车前后悬架结构与工作原理的基础上,建立了一套电动车振动测试教学实验平台。结合加速度传感器、信号调理仪、数据采集卡等传感器和仪器,提出电动车振动实验平台总体设计方案;基于数据处理软件OriginLab 9.0,对加速度传感器所采集的时域信号进行处理,得到其频域变化规律;通过道路实车实验,验证了电动车振动测试教学实验平台的功能。实践表明,电动车振动测试教学实验平台的建立完善了课程教学内容,丰富了学生的测控、仿真和实验等专业技能,有效提高了实践教学水平和学生的实际动手能力。     

基于滑移率的双电机电动汽车转矩分配系统

针对双电机驱动电动汽车车轮打滑引起的动力损失问题,引入采用模糊PID(比例积分微分)控制算法的踏板调整系数,建立了基于车轮滑移率的转矩动态优化分配方法,并利用美国NI公司的Motohawk搭建了整车模型和策略模型;在Veri Stand的基础上研发了面向整车模型的上位机控制系统,应用Kvaser将策略下载到整车控制器内,实现了在D2P(快速原型设计)设备上的硬件在环仿真测试。测试结果表明,所建立的转矩分配策略可以合理的将转矩分配到前后轴上,同时可将前后轮的滑移率有效控制在10%以内,提高了电动汽车的效率和性能,为双电机电动汽车的转矩分配提供了有益参考。     

性能需求驱动的电动汽车动力系统参数优化

为有效提高电动汽车的综合性能,提出了一种基于质量功能展开和正交试验法的动力系统参数综合设计与优化方法.首先,基于质量功能展开建立了满足顾客需求的车辆性能与技术特性的耦合模型,应用粗糙数和灰色关联法确定各技术特性的加权因子;然后,基于正交试验法,以车辆综合性能最优为目标构建了动力系统参数优化设计模型,应用灰色关联法获得车辆综合性能指标系数,进而确定最优解,并对各因素进行灵敏度分析;最后,基于Matlab平台建立了电动汽车动力系统参数的设计优化模型,并以某款电动汽车为实例进行了仿真优化.仿真结果表明,优化后的车辆综合性能提升了32.3%,证明了文中方法的有效性.     

双感应电机驱动履带车辆转矩控制方法

研究双感应电机驱动履带车辆转矩控制方法.通过建立感应电机数学模型,设计转矩PI电压调节器,提出了感应电机转子磁场定向转矩控制策略.建立了履带车辆双感应电机驱动系统,提出了双感应电机综合转矩控制策略.直驶和转向工况电机输出特性实验结果验证了该方法的可行性.     

车用永磁同步电机控制系统实验平台开发

为研究车用驱动电机控制策略的有效性,本文开发了基于DSP2812的车用永磁同步电机控制系统实验平台.实验平台由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括主电路、控制电路和驱动保护电路,软件系统包括下位机程序和上位机调试程序,实验平台通过上位机调试界面监测电机运行状态,并可直接修改下位机程序相关参数,使得验证永磁同步电机高性能控制策略十分便捷.最后,在实验平台上测试了永磁同步电机最大转矩比电流矢量控制策略,得出转速响应曲线和电机控制精度图,利用此平台进行实验,参数修正容易,调试方便,为研究车用永磁同步电机高性能控制策略奠定了实验基础.     

电动汽车用双层内置式永磁电机的设计与分析

永磁电机具有高效、高功率密度、高转矩密度等优点在车用驱动电机中得到广泛的关注。针对现有车用驱动电机的指标,分析车用永磁电机的工作原理,并设计一款100 kW双层内置式车用永磁驱动电机,利用有限元分析软件建立电机的二维有限元分析模型,分析电机的空载气隙磁密、反电势及齿槽转矩,初步验证了设计的合理性;在此基础上,计算电机的转矩电流特性、电机过载特性及转速-转矩特性,结果表明,所设计的电机的峰值转矩达1 100 N·m,电机的峰值转速可达9 000 r/min,弱磁扩速范围达到3倍以上,满足指标需求。