纯电动客车用BLDCM双闭环控制系统建模与仿真

为了给电动汽车的研发提供参考,针对某型城市公交中巴客车改装的纯电动汽车,设计了无刷直流电机（BLDCM）的车速-电流双闭环控制系统,在MATLAB环境下搭建了该系统的动态仿真模型,并从空载（负载）运行、换挡运行、循环工况运行3个方面进行了仿真试验。研究结果表明：相比于传统的仅针对电机的驱动控制系统,该系统直接以车速为控制对象,可以将整车控制与电机控制有机结合起来;测速装置从电机转移到车轮上,利于降低BLDCM的设计复杂度和制造成本;该系统的电机调速控制效果与传统的电机驱动控制系统相当,并可有效控制汽车换挡带来的车速突变、迅速响应频繁变化的车速需求,能够满足多挡位纯电动客车的城市道路行驶要求。     

电动汽车驱动用IPM电机全工况控制策略整合

建立了一套完整的电动汽车驱动控制算法,以便在满足电机大转矩启动、高效率运行、宽范围调速的前提下,使电动汽车的动力自动适应不同的行驶工况。在凸极式永磁(IPM)同步电机启动、运行、调速等矢量控制策略的前期研究基础上,整合了面对不同行驶工况的驱动电机控制算法;利用矢量控制的电压限制和电流限制,在IPM电机的不同运行区域,在不同控制策略之间,可随工况变化而相互切换。在电动汽车实际负载、工况条件下,搭建仿真模型和实验平台。结果表明:该切换算法实现了不同工况对应控制策略的平滑切换条件和控制策略。因而,验证了这种全工况控制策略整合的有效性和可行性。     

基于西安市工况的纯电动汽车仿真分析

文章基于聚类分析结果,使用比功率分布方法构建出西安市2路公交线路拥堵、比较通畅、通畅三类工况和综合行驶工况。基于Cruise搭建纯电动汽车整车模型,并基于所建综合行驶工况对纯电动汽车进行仿真分析。     

基于直接转矩驱动的电动车动态特性分析

根据异步电机直接转矩控制原理,在Matlab/Simulink软件环境下建立了电动汽车用异步电机的仿真模型和定子磁场定向下的DTC控制系统模型.以实际电动汽车用电机为例,对电动汽车的几个典型工况进行仿真分析.仿真结果表明,该电机及控制模型具有良好的稳态、动态性能,是一个很好的电动车驱动选择方案.     

基于神经网络模糊PID控制的无刷直流电机控制系统研究

针对电动汽车行驶工况的要求,为了使电机能够有良好的启动特性和稳态特性,在Simulink中建立了无刷直流电机转速-电流双闭环控制系统仿真模型,转速控制神经网络和模糊控制对PID控制参数进行在线整定;电流环采用电流滞环控制,并对控制模型进行空载启动后加载实验。实验结果表明,本文设计的控制系统响应速度快,无静差,抗干扰能力强。     

整车运行环境下油冷对外转子轮毂电机温度特性的影响

鉴于电动汽车用外转子轮毂电机特殊的结构形式,在整车运行环境下对轮毂电机的温度特性进行研究,以对比自然风冷和油冷两种方式下电机各部位的温度场。在此基础上,研究不同冷却油介质对电机各部位最高温度的影响。结果表明:CFD仿真结果与整车热环境风洞实验结果基本吻合;油冷冷却可有效降低轮毂电机内部最高温度,同时起到良好的温度均衡作用;4种冷却油均使绕组最高温度显著下降,导热系数越高,冷却油的热量传递和均温能力越强,电机冷却效果越好。     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场,基于电磁场有限元分析,采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗,并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析,分别计算了额定工况下轮毂电机温度场,将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明,基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%,基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%,验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析,基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化,在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

车用自由活塞膨胀机-直线发电机系统发电机性能研究

针对汽车余热回收系统中的自由活塞膨胀机-直线发电机系统对直线电机的应用需求,以适用于该系统的一款无铁心永磁同步直线电机为研究对象,通过电磁场理论分析电机模型,搭建ANSYS Maxwell二维瞬态场模块,分析了电机空载、负载工况的磁场特性和极弧系数、气隙长度等参数对电机推力性能的影响,并进行了参数优化以减小电机的推力波动。仿真结果表明:在相同结构参数下,极弧系数和气隙长度相互作用,可以有效降低电机的推力波动。     

纯电动汽车动力性分析和续驶里程研究

分析纯电动汽车电机驱动特性,建立纯电动汽车动力性计算模型;分析纯电动汽车行驶中主电路负载电流变化,给出相关计算方法;研究影响纯电动汽车续驶里程的因素,建立其续驶里程计算模型.     

基于扩展卡尔曼滤波的轮毂电机驱动电动汽车状态估计

以非线性八自由度车辆模型为基础,利用轮毂电机驱动电动汽车四轮转矩容易获得的独特优势,将车轮转角、各个车轮驱动力矩、侧向加速度及横摆角速度作为算法输入,采用扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)理论设计了轮毂电机驱动电动汽车行驶中状态估计算法。CarSim和Matlab/Simulink联合仿真结果表明,该算法能有效估计轮毂电机驱动电动汽车行驶中的纵向车速、侧倾角、侧倾角速度等状态。     

基于ADVISOR纯电动汽车动力性能研究

分析汽车动力性能影响因素,通过参照某纯电动汽车基本相关参数为设计样本,分别理论计算驱动电机功率、转速、扭矩,选择合理动力电池模型。基于MATLAB运行ADVISOR软件进行模型仿真测试,选择典型的新欧洲行驶循环CYC_NEDC工况测试得出相应试验参数曲线和动力性指标数据。分析行驶工况数据,得出结论满足设计指标,可以证明选择的纯电动汽车相关电动机,蓄电池等参数的可行性。     

电动汽车热管理系统设计及应用进展

电动汽车的热管理直接关系到电池电机的性能和使用时的安全。电动汽车行驶时,电机需要冷却,乘员舱和电池温度需要保持在适宜的水平,热量在前端冷却模块中耗散至空气。文章在分析电动汽车的冷却考核工况,重要零部件热负荷情况的基础上,对格栅、导流密封、前端模块等结构特点进行了分析,比较了多个畅销车型的热管理回路,分析了其优缺点。     

基于行驶工况识别的纯电动汽车续驶里程估算

本文中采用主成分分析和模糊聚类相结合的行驶工况识别方法进行纯电动汽车续驶里程的估算。首先选取20个具有代表性的循环工况数据,将其划分为215个工况片段,并选用12个特征参数对其进行主成分分析、模糊C聚类分析和行驶工况识别;然后在MATLAB/Simulink下建立纯电动汽车整车模型,进行行驶工况识别、整车能量消耗和续驶里程仿真估算;最后在转鼓试验台上进行ECE15工况下实车测试验证,结果表明:续驶里程仿真估算值与测试值的最大绝对误差为1.905km,平均绝对误差为0.742km,相对误差小于3%。     

轻度混合控制策略下混合动力电动汽车能量优化与仿真

为了优化轻度混合控制策略下的CFA6470混合动力电动汽车能量总成控制系统,设计了能量总成控制器,并将其分成5个模块;分析了节气门开启角与车辆行驶挡位的优化方法,轻度混合时的能量分配策略;提出了基于能量守恒原理的电池组荷电状态估计方法,并根据ECE-EUDC工况,在2种不同的期望车速下对设计的控制系统进行了仿真。仿真结果表明:在发动机的期望工况下,所设计的能量总成控制系统能够实现能量在发动机、驱动电机以及电池组之间的合理分配,电池组的荷电状态变化规律与车辆行驶状态相符合。     

电动汽车电机控制器随机振动仿真与试验

为保证电动汽车电机控制器在行驶过程中的安全性,对其进行随机振动分析。先利用仿真软件建立电机控制器有限元模型进行模态分析,再进行模态试验,并与仿真结果对比,确保仿真模型的准确性;然后对电机控制器仿真模型进行频响分析及随机振动疲劳寿命分析;最后制作样机进行随机振动试验,验证仿真分析结果的准确性和仿真方法的合理性。     

考虑热辐射的整车零部件温度耦合仿真

为防止汽车热害、提高车辆行驶安全性,解释了汽车发动机舱及排气系统热害的形成机理,并基于CFD软件Star CCM+和热管理工具Taitherm建立了耦合仿真方法。利用此方法,在车速40 km/h、80 km/h、110 km/h,环境温度45℃工况下,对某车型整车的温度场进行了仿真分析。通过对比整车试验结果与仿真结果,验证了该耦合仿真方法可高效准确地获得整车零部件温度分布情况。     

车载交流电机噪声振动分析与试验研究

为研究某同步交流电机的噪声来源和噪声变化规律,该文通过试验对交流电机的噪声特性进行研究。首先设计开发了电机噪声振动分析系统,采集电机在空载及负载状态下噪声的时域信号;其次利用频谱、阶次分析等方法,找出了发电机在两种工况下噪声峰值的主要阶次成分,并找到了电磁噪声出现峰值现象的原因。分析结果表明,电机在空载工况下,风扇噪声是最大的噪声源;负载工况下,发电机转速在3000r/min和6000r/min附近出现的噪声峰值是由36阶径向电磁力波引起电机机壳的共振而产生的。     

基于地图信息和循环SVR模型的纯电动汽车续驶里程预测

针对未来行驶工况未知导致续驶里程预测精度难以提高的现状,提出了一种基于地图信息和循环支持向量回归(SVR)模型的纯电动汽车续驶里程预测方法。该方法根据地图信息预测未来的行驶工况,并将相应的工况参数作为SVR模型的输入,计算该工况下单位里程下降值和剩余值。将这一过程反复迭代,直至SOC值归零,则SVR运行次数即为剩余续驶里程。最后利用实际行驶数据,在ADVISOR中进行仿真,结果证明该方法具有较高的续驶里程预测精度。     

电机控制器IGBT用风冷散热器设计

电机控制器绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)散热性能越发成为影响电机乃至电动汽车安全性、可靠性及动力性的重要因素。提出一种新型纯电动汽车电机控制器IGBT用风冷散热器结构方案,对IGBT热源及所设计的新型风冷散热器建立了黑匣子仿真模型,通过理论估算得出在额定工况下IGBT结点温度,进而利用流体仿真软件对IGBT芯片结温和散热器的温度场、流场进行可视化热仿真分析。同时对IGBT芯片结温进行试验测定,并与热仿真结果以及理论估算结果进行对比,验证了该新型风冷散热器能满足IGBT正常工作的热设计要求。