浅谈电力电子技术在电动汽车中的应用

受到环境污染和能源短缺的压力,各大汽车厂商和科研院校加大了对电动汽车技术的研究和开发。文章对电动汽车中的一项关键技术电力电子技术进行了总结,主要阐述整流技术在车载充电机中的应用、逆变技术在电机控制器中的应用以及直流变换技术在DC/DC变换器中的应用,为电动汽车技术研究人员学习电力电子技术提供一定的参考。     

基于嵌入式PC的发动机试验台控制系统的研究

为提高发动机试验台控制系统的性能,对发动机试验台的结构模型进行了深入的研究.针对该多变量复杂系统的特点,依据其结构模型为发动机试验台设计了基于自然、n/M、M/n、n/P和M/P 5种控制模式的多回路控制器.充分利用了嵌入式PC可通过PC104总线实现各功能模块之间任意搭接的特点,开发了基于PC104总线的发动机试验台电涡流测功机控制器.试验结果表明:该控制器具有良好的控制能力和鲁棒性.     

电动汽车动力电源系统DC／DC变换器的匹配和计算

介绍新能源汽车DC／DC变换器在实际应用中的匹配、选型思路及方法。     

一种电动汽车上超级电容性控制器的设计

提出了一种利用超级电容实现电动汽车再生制动能量回收的方法，对电动汽车再生制动中使用的储能装置——超级电容的控制系统进行了研究。介绍了一种基于CAN总线的DC—DC控制器的主回路拓扑结构及其控制策略，并详细说明了系统的软硬件设计。     

客车运行中常出现的“莫名其妙”问题——电磁兼容问题（九）

上一期介绍了电动客车的基本结构和关键零部件,本期重点介绍电动客车直流／直流（DC／DC）变换器的电磁兼容性能。电动客车DC／DC变换器主要用于对动力电源的输出进行控制,实现动力电池（或超级电容）与电机控制器之间的电压匹配以及能量传递,或者将动力高压电变换为给辅助蓄电池和低压电气系统供电的低压电,其电路结构既包含了高压、大电流的主电路,又包含了低压、小电流的控制电路（如图所示）。     

新型降压大电流车用DC/DC变换器

结合两种脉冲调制的特点,设计一种新型的新能源汽车用降压DC/DC变换器,提高了全负载情况下的效率,并进行多种低功耗设计,特别优化了轻负载时效率。对IGBT模块进行了零电流关断保护设计,控制器的PWM采用自反馈PID控制,PFM采用电压反馈控制,最大电流高达50 A。     

恒流模式DC/DC变换器在电动汽车中的应用

主要介绍恒流模式DC/DC变换器和恒压模式DC/DC变换器的差异点,结合笔者在DC/DC变换器开发过程中积累的经验,着重探讨恒流模式DC/DC变换器在电动汽车中应用的优势,简单介绍DC/DC变换器恒流模式的控制方法以及需要注意的地方。     

德尔福开发的新能源汽车动力电子总成——访德尔福亚太区业务开发总监张爱博先生

<正>德尔福公司早在20多年前便开始对现代混合动力技术进行基础研究。作为国际上混合动力技术供应商之一,德尔福负责从事DC/DC转换器、DC/AC逆变器、发动机控制器、蓄电池包、蓄电池模块控制器、整车控制器等动力电子产品的研发和制造。此外,德尔福公司还积极与蓄电池、电机和混合动力车变速器的制造商建立战略合作伙伴关系。     

基于dSPACE的汽车驱动力控制系统硬件在环研究

针对汽车驱动力控制系统研制了硬件在环试验台,该试验台硬件部分包括制动系统、dSPACE实时仿真系统、传感器和TCS控制器;软件部分包括车辆动力学模型、dSPACE实现软件RTI和试验软件ControlDesk、控制器控制算法.进行了低附着均一路面和附着系数分离路面两种工况的硬件在环试验.结果表明,硬件在环试验可以快速验证控制器控制逻辑,缩短产品开发时间和减少道路试验.     

燃料电池轿车DC/DC变换器仿真控制及其故障诊断试验台的开发

根据燃料电池轿车DC／DC变换器的特点和功能建立其模型，给出了控制DC／DC变换器的一种策略和故障诊断的方法。利用labview软件进行仿真，仿真结果表明：这种方法可以安全有效地控制DC／DC变换器，并为车辆控制器的其他模块提供了相应的接口。     

纯电动汽车MCU母线电流采样电路及故障机制

设计一种纯电动汽车电机控制器直流母线电流采样电路,在此基础上提出一种电流采样故障的故障处理方法,该方法根据驱动系统当前状态实现了对电机控制器输入端直流母线电流的有效估算。当发生电机控制器直流母线电流采样回路故障后,利用估算值继续保证整车控制逻辑的正常执行,在保证安全行车的前提下,尽可能对驾驶员的驾驶感受进行保护。最后通过实车对该采样电路及故障机制进行验证。     

无刷直流电机助力式EPS控制器设计与试验

基于无刷直流电机(BLDCM)模型和汽车电动助力转向(EPS)动力学模型,构建了BLDCM控制仿真模型和EPS性能仿真模型;设计了以ARM7LPC2131为控制器内核和以MC33034P120为驱动模块的EPS控制器硬件;分析了EPS的助力、回正和阻尼控制对控制器硬件的要求,给出了EPS控制软件的主程序和A/D、速度信号采集与中断服务子程序流程;最后将BLDCM助力式EPS及其控制系统装车进行原地转向试验和蛇形试验,试验结果表明,所设计的EPS控制器与整车匹配良好,性能稳定。     

模糊PID控制的电动汽车再生制动系统变换器的研究

提出了利用超级电容作为储能元件实现电动汽车再生制动的能量回收方案,分析了电动汽车控制系统的双向DC/DC变换器和电机驱动器的驱动降压电路、制动升压电路,设计了该控制系统的模糊自整定PID控制器。通过仿真研究表明,在车辆驱动降压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器在150 A左右的大电流放电情况下,超级电容仍能维持2.5 s的指定电压输出,车辆在额定功率下工作,通过降压变换,超级电容储存的能量迅速供给电机,有效提高了驱动电流,改善了起动及加速性能,有效增加了续驶里程。在制动升压变换时,模糊自整定PID控制的超级电容器电流基本跟随指令值上下波动,超级电容电压从120 V不断上升,使得该电容器的储能能力得到充分利用,实现了高水平的能量回收。     

Robust hierarchical controller with conditional integrator based on small gain theorem for reference trajectory tracking of autonomous vehicles

ABSTRACT

A robust trajectory tracking controller is designed for autonomous vehicles based on a hierarchical architecture to make the autonomous vehicle track a given reference trajectory. The controller consists of two sub controllers: kinematic controller and dynamic controller. Based on the kinematics of tracking reference trajectory, a desired yaw rate is calculated by kinematic controller to make the lateral deviation global asymptotic stable. Then, steering wheel angle is calculated by a vehicle dynamic controller to make the vehicle yaw rate converge to the desired value and make the vehicle dynamic stable. Conditional integration method is used in the sub controllers. This method guarantees global asymptotic stability of tracking reference values and considers the uncertainty of parameters and constraints of desired yaw rate and actuators. Then based on small-gain theorem, the condition of the finite-gain L stability is given to the hierarchical controller to ensure the interconnected sub systems stable and prevent the amplification of system disturbance. Finally, the effectiveness and robustness of the controller are validated by real vehicle experiments.     

汽车42V／14V双层直流转换充电器的设计

本文设计了42V电气系统网络架构,结合直流转换器在该架构中的功能定义,设计了同时为负载供电和为蓄电池充电的直流转换器。选用功能完善的PWM控制及驱动器TL1451A,并考虑到实际功率需求,转换器采用新的拓扑结构,设计了双层降压转换器以提高功率。经测试,此设计能满足功能和功率需求。     

电动汽车低压蓄电池自充电策略优化

电动汽车的电气架构通常包括动力电池、整车控制器VCU、蓄电池、DC/DC转换器、高压箱PDU、电池管理系统BMS、充电系统以及高压附件等,在电动汽车未启动或长期放置时,作为其内部的低压用电设备,如收音机、点烟器、仪表灯光系统、整车控制器、BMS等工作电源,对于电动汽车的正常起动起着至关重要的作用。但是,在实际使用过程中,偶尔会因蓄电池亏电,导致整车无法上高压。本文阐述一种在各种工况下的技术控制策略,避免因蓄电池亏电而导致车辆无法起动,保证车辆使用的有效性。     

纯电动汽车整车控制器进展

在广泛研究国内外纯电动汽车整车控制器的工作原理和系统结构的基础上．总结了如下特点：国外纯电动汽车整车控制器主要用于结构复杂的四轮驱动纯电动汽车和轮毂电机纯电动汽车中。对于单电机驱动的纯电动汽车,通常由电机控制器代替整车控制器实现控制功能。在国内市场没有纯电动汽车整车控制器产品的生产和销售．整车控制器停留在试验室研发阶段。本文可为企业开发出口纯电动汽车整车控制器和国家制订标准提供参考。     

汽车ABS控制器集成开发系统的研究

介绍了自行开发的ABS电子控制器的集成开发系统,在该环境体系中能够进行大量的多功能的纯仿真和实时硬件闭环模拟试验,且各模拟试验采用了一体化的系统,从而缩短了ABS控制器的开发周期,并保证了产品的可靠性。