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5.5kW电动车能量管理及驱动系统的研究
| 论文题名： | 5.5kW电动车能量管理及驱动系统的研究 |
| 关键词： | 电动车;直流无刷电机;能量回馈制动;超级电容;双向DC-DC变换器 |
| 摘要： | 随着全球环境污染和能源问题日益严重，大部分国家已经开始尝试减少对石油的依赖，电动车辆的出现以期解决这个问题。但是，电动车辆所遇到的最大问题是续航里程短。因此，如何有效的利用电池能量是发展电动车辆所面临的一个重要问题。另外，电动车辆上用的动力蓄电池有功率密度小的缺陷。新型能量存储装置—超级电容，充放电次数多且功率密度大，可以解决动力蓄电池使用寿命短、功率密度小等问题，因此在电动车辆领域应用日益增多。本课题通过引入超级电容与双向DC-DC变换器组成的能量管理系统，以期实现动力补偿与回收制动能量的目的。另外课题的实验平台是直流无刷电机(BLDCM)，因此也设计了BLDCM驱动系统，并实现电机电动状态与能量回馈制动状态的控制。 本论文首先在绪论部分对电动汽车的发展与电动汽车的动力系统做了简单介绍，并对超级电容做了概述。然后对BLDCM驱动系统进行研究，详细分析电机电动状态和制动状态的工作原理，提出两种状态的换相逻辑，并利用PSIM和MAX+PLUSⅡ对BLDCM系统进行了仿真分析。 接着对超级电容与双向DC-DC变换器组成的能量管理系统进行分析，并对双向DC-DC变换器的工作原理进行详细分析。根据电动车领域的应用需求提出非隔离三相交错并联结构的拓扑结构。然后通过PSIM仿真，验证该结构的优势。 接着设计了BLDCM控制模块与双向DC-DC变换器控制模块为一体的统一控制器，核心处理器为TMS320F28335。其中BLDCM控制模块实现了电动状态下的限流闭环调速功能与回馈制动状态下的制动转矩直接闭环控制功能。而双向DC-DC变换器控制模块实现了Boost模式下的电流闭环控制与Buck模式下的电压电流双闭环控制功能。通过平均开关的小信号建模，设计了控制器参数。 最后，通过样机实验验证了BLDCM控制模块中电动状态与制动状态的控制策略以及双向DC-DC变换器控制模块中Boost模式与Buck模式控制策略的正确性和有效性。 |
| 作者： | 渠彦彦 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 林志赟;颜钢锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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