四轮轮毂电机驱动电动汽车无刷电机控制算法研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2012年(第34卷)第10期AutomotiveEngineering2012(Vo1．34)No．102012170四轮轮毂电机驱动电动汽车无刷电机控制算法的研究卢东斌，李建秋，何涛，欧阳明高，谷靖(清华大学汽车工程系；汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)[摘要]在分析四轮驱动轮毂电机电动汽车不同电机控制算法优缺点的基础上，提出了一种新的多模式电机控制算法。该算法对高速驱动采用矢量控制或六步换相控制；低速驱动和制动采用正弦波电压或矢量控制。针对轮毂电机多模式控制的复杂性，采用了Matlab／Simuli

2、nk的Stateflow工具箱实现控制模式切换，整车控制算法在Mat—lab／Simulink环境下实现，并通过全自动代码生成下载到MPC5633M单片机中，保证了电机多模式控制的可靠切换。仿真和试验结果证明了这种算法的可行性，电机噪声降低，整车性能提高。关键词：电动汽车；轮毂电机；无刷直流电机；控制算法AResearchontheControlAlgorithmforBrushlessMotorinFour．wheelHubMotorDriveElectricVehieleLuDongbin，LiJianqiu，HeTao，OuyangMinggao&GuJi

3、ngDepartmentofAutomotiveEngineering，TsinghuaUniversity；StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy，Being100084lAbstractJOnthebaseofananalysisonthevirtuesanddefectsofdifferentmotorcontrolalgorithmsforfour—wheelhubmotordriveelectricvehicle，anovelmulti—modemotorcontrolalgorithmispropo

4、sed，inwhichvectorcontrolorblockcommutationcontrolisadoptedforhigh—speeddriving，andsinusoidalvoltagecontrolorvectorcon—trolforbrakingandlow—speeddrive．Inviewofthecomplexityofmulti—modecontrolforhubmotor，theStateflowtoolboxinMatlab／Simulinkisusedtoachievecontrolmodeswitching，thevehicle

5、controlalgorithmisimplementedinMatlab／SimulinkenvironmentanddownloadedtoMPC5633Mmicrocontrollerthroughfull--automaticcodegenera··tiontoassurethereliableswitchingofmulti—modemotorcontro1．Theresultsofsimulationandexperimentdemon—stratethefeasibilityofthealgorithm，leadingtothereductioni

6、nmotornoiseandtheimprovementinvehicleper-forlnance．Keywords：electricvehicle；hubmotor；brushlessDCmotor；controlalgorithm刚舌目前关于环保和能源的问题备受关注，为解决这些问题，电动汽车呈现出加速发展的趋势。四轮驱动轮毂电机电动汽车，如图1所示，采用4个永磁无刷轮毂电机驱动，具有整车构型简单，产业基础好，控制灵活等优点，其优越的动力学控制性能受到越来越多的关注卜。由于采用了4个轮毂电机进行驱动，整车控制图1四轮驱动轮毂电机电动汽车原稿收到日期为2011

7、年4月10日，修改稿收到日期为2011年8月29日。学兔兔www.xuetutu.com·872‘汽车工程2012年(第34卷)第10期的复杂性增加，同时整车的舒适性也对驱动和制动统的可靠性和灵活性。控制提出了更高要求。目前电动汽车用轮毂电机多采用无刷直流电机，通过3个霍尔信号进行六步换1永磁无刷电机六步换相控制策略相控制，该控制方式简单，起动转矩大，调速性能好。其高速时转矩脉动频率远离整车谐振点，产生的振永磁无刷电机一般采用三相逆变电路控制，如动对车内噪声影响较小，并且可工作在ON／OFF模图3所示。三相逆变电路由6个开关器件组成，通式下，开关损耗低，具有其优

8、越性。但其低速转矩脉过控