纯电动汽车动力总成测试系统设计及负载模拟方法的研究

发布时间：2024-01-28 16:13

　　从目前中国汽车行业的发展来看,发展新能源汽车是我国面对能源安全、低碳挑战的重要举措,是我国由汽车大国发展为汽车强国的必由之路。电动汽车使用电机及动力电池作为动力源替代传统内燃机,成为了新能源汽车的主力军,发展迅速壮大。建立动力总成测试系统实现对电动汽车动力总成进行动力性和经济性的测试,是汽车动力系统研发的重要环节,而能够精确模拟汽车在道路上行驶时遇到的阻力是评估该测试系统性能的一个重要指标。基于此,本文对测试系统的设计开发和负载模拟方法进行了如下研究:对目前工业中广泛应用的负载模拟方法如基于逆模型的控制方法、传统转速闭环控制方法以及加入前馈的转速闭环控制方法进行详细的推导,分析了各种负载模拟方法的优缺点。针对以上负载模拟方法中存在的问题,提出采用转矩与转速闭环复合控制方法,从理论上论述了该方法的有效性及可行性。建立汽车纵向动力学模型,详细推导了汽车行驶阻力在电机端的等效负载转矩。将动力总成试验台分为整车部分、联轴器部分、驱动电机和测功机部分,模块化建立仿真模型。针对逆模型控制方法、传统转速闭环控制方法以及转矩与转速闭环复合控制方法进行仿真分析,证明负载模拟方法理论分析的正确性。对基于转...

【文章页数】：113 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 中国汽车发展概要
    1.2 动力总成测试系统研究意义
    1.3 电动汽车测试试验台研究现状
    1.4 负载模拟研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第2章 动力总成试验台硬件设计
    2.1 试验台开发总体思路
    2.2 动力总成试验台整体结构
    2.3 驱动部分设计
        2.3.1 驱动电机参数匹配
        2.3.2 动力电源供电方案
    2.4 负载模拟部分设计
    2.5 状态监测部分设计
        2.5.1 转矩转速测量
        2.5.2 电压电流测量
        2.5.3 系统运行状态监测
    2.6 本章小结
第3章 动力总成试验台负载模拟方法
    3.1 行驶阻力分析建模
        3.1.1 汽车纵向动力学模型
        3.1.2 试验台等效阻力分析推导
    3.2 负载模拟方法分析
        3.2.1 前向、后向仿真建模比较
        3.2.2 基于逆模型的控制方法
        3.2.3 基于转速闭环的控制方法
    3.3 本章小结
第4章 负载模拟控制系统设计及仿真研究
    4.1 动力总成试验台模型建立
        4.1.1 电机驱动系统与测功机建模
        4.1.2 整车模型建立
        4.1.3 联轴器建模
        4.1.4 动力总成试验台建模
    4.2 模糊自整定PI控制
        4.2.1 模糊控制理论
        4.2.2 模糊自整定PID控制基础
        4.2.3 模糊自整定PI控制器设计
    4.3 动力总成试验台不确定性分析
        4.3.1 机械系统的不确定性
        4.3.2 电力系统的不确定性
    4.4 干扰观测器的设计
        4.4.1 经典干扰观测器
        4.4.2 改进的干扰观测器
    4.5 仿真结果分析
        4.5.1 多种负载模拟方法仿真分析
        4.5.2 模糊自整定PI控制仿真分析
        4.5.3 考虑干扰力矩的仿真分析
        4.5.4 考虑干扰力矩及传感器误差的仿真分析
    4.6 本章小结
第5章 动力总成试验台软件设计及实验
    5.1 动力总成试验台软件设计
        5.1.1 动力总成试验台
        5.1.2 试验台功能需求
        5.1.3 上位机软件简介
        5.1.4 上位机软件程序
    5.2 动力总成试验台参数识别
        5.2.1 动力总成试验台转动阻尼的测定
        5.2.2 动力总成试验台转动惯量的测定
    5.3 电机驱动系统测试实验结果
        5.3.1 驱动电机负载试验
        5.3.2 电机驱动系统效率
        5.3.3 驱动电机温升特性
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3887749