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原文传递增程式电动汽车电机控制系统及其温度特性研究

论文题名：	增程式电动汽车电机控制系统及其温度特性研究
关键词：	增程式电动汽车;发电机控制;温度特性;误差分析
摘要：	增程式电动汽车(EREV)是在纯电动汽车的基础上加入增程器而成，以解决现有纯电动汽车续驶里程短的问题。其结构上具有两个电机，驱动电机和增程器用发电机，两者作用迥异，需要给出专门的控制方法。电动汽车所处温度环境比较恶劣，尤其在高纬度、高海拔地区，这必然会对电机控制器中的各个部件造成性能的改变，进而影响系统正常工作，这给电动汽车的运行带来了严峻考验。因此，研究电动汽车温度下电机控制器及其部件的温度特性具有重要的实际意义。　　本课题以A0级车型为平台，基于保证续驶里程的同时降低油耗的设计理念，其中动力性能良好的平台是基础，控制策略是关键。本文给出了满足动力性能的匹配方案，构建了恒温器和功率跟随控制策略。在相同的油电里程下，根据提出的综合油耗评价方法发现恒温器策略具有更低的燃油消耗，更符合本课题设计理念。　　增程式电动汽车因为加入了增程器，在理论上具有了多种能量供应模式，符合整车策略的需要，而多供电模式的实现主要取决于增程器用发电机控制系统。本文建立了动力系统电路模型，并基于此分析了功率控制、电流控制和电压控制三种发电机控制方式的特点。分析认为，电压控制下供电方式局限性大；功率控制和电流控制能满足多供电模式的要求。但考虑到功率控制不利于实现对输出的精确控制且输出电流波动大的问题，本课题选用了易于实现对输出的精确控制的电流控制。　　本文对驱动电机和增程器用发电机控制系统的异同点进行了探讨，指出二者在硬件上具有通用性，驱动电机控制重点在于转矩输出能力和响应速度上，以转矩控制为主，转速控制为辅。搭建出一套通用型硬件平台，基于此平台，完成了转矩控制和转速控制的实验调试。　　为了获取电动汽车电机控制系统在高低温环境下可能受到的影响，搭建了电机控制器温度特性测试平台，测试结果表明在常温以下温度范围内电机控制器效率随温度升高而提高，低温时电机控制器输出能力下降。给出了电机控制器低温输出能力下降是因为直流母线电容受温度影响的猜测性解释，并从理论上推导出电机及其控制器效率随温度的下降最多可使续驶里程损失5.6％。　　对直流母线电容、电流传感器、IGBT及其驱动电路进行了温度特性的研究。研究表明薄膜电容相对电解电容具有非常优异的温度特性，非常适合作为直流母线电容用于电动汽车中。基于建立的直流母线电容交流电路模型，分析了直流母线电容参数对高频纹波电流的分流能力和承受能力的影响，从而验证了之前提出的关于电机控制器低温输出能力下降原因的猜测性解释。对两种电流传感器的测试结果表明，闭环型传感器相对开环型传感器在基本误差和零点输出误差上均表现出优异的温度特性，适合应用于电动汽车上。IGBT及其驱动电路则受温度影响非常有限。最后，本文针对各部件温度特性提出了相应的改进补偿措施。
作者：	胡雷
专业：	电气工程
导师：	崔淑梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文