无刷直流电机在电动汽车中应用研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2010(1O)汽车工程师AP摘要：随着经济的发展，汽车燃料的消耗，社会环保的需要，电动汽车(EV)的使用发展已受到了充分重视。文章概述了电动汽车电力驱动中电机的发展，并建立数学模型分析无刷直流电机怎样得到最优控制，最后指出在未来研究工作中电动汽车电驱动系统发展方向及急需解决的问题。关键词：电动汽车；直流电机：数学模型TheApplicationandStudyofBrushlessDCMotorinEVAbstract：Withthedevelopmentofeconomy,vehiclefuelconsumptionandtheneedsofen

2、vironmentprotection，greaterimportanceisattachedtothespreadinganddevelopmentofelectricvehicle．ThispaperbrieflyintroducesthedevelopmentofmotorintheelectricaldrivingsystemofelectricvehicleandtellsUShowtoproduceconstantmaximumtorquebyestablishingamathematicmode1．Atlast，itpointsoutthedevelopmentandpr

3、oblemsexistinginelectricaldrivingsystemofelectricvehiclewhichstillneedtobesolvedinfutureresearch．Keywords：Electricvehicle；DCmotor；Mathematiealmodel1电力驱动系统电力驱动系统是电动汽车的心脏，它的主要功能是使电能转变为机械能，并通过传动系统将能量传递[三]=[]+[i兰兰][冬]+[孑]鲁[耋]到车轮，驱动车辆行驶。其基本构成有2部分：电力部分和机械装置。典型的电动汽车电力驱动系统功能块示意图如图1所示，其中双箭头和单箭头分别对应能量流和信号

4、流。1电动汽车电力驱动系统功能块不惹图㈢+2无刷直流电机的数学模型2．1三相绕组端电压方程0无刷直流电机产生的反电动势为梯形波，是非正I{ff弦波，因此难以采用坐标变换分析。应直接在本身的00L一M／1wtf。／l相变量上建立数学模型。由参考文献(2)可知，如果电机的三相绕组在空问上完全对称，同时假设电机的磁场不饱和，并忽略涡流及迟滞损耗，则电机的电压方程为：P：～学兔兔www.xuetutu.comrlON汽车工2010年10月式中：wm——转子机械角速度。模糊逻辑控制器假设无刷直流电机永磁体在气隙中产生的磁感应强度为方波，在空间占180。电角度；定子绕组为60。相带的集中整距绕组，

5、定子电流为在空间对称的梯形三相电流，各相彼此相差120。电角度，忽略电枢反图2模糊控制器结构图应及铁损、磁损。当绕组相电流与对应的反电动势相3无刷直流电机在电动汽车电驱动系统中的研位完全相同时，电机产生的电磁转矩为：究方向电动汽车要求其电驱动系统具有高可靠性、高性==cT，。能、高效率、低成本，1辆性能好的电动车的成本是式中：Ea——反电动势幅值；非常高的，采用无刷直流电机驱动系统，除了上述所，D。——相绕组电流的幅值；说控制优化以外，则还应考虑到以下问题。cT——转矩常数。1)无刷直流电机的效率优化控制。首先在确保此时电机具有恒转矩特性，即在基速以下，只要系统具有高性能转矩特性的前提

6、下，电机的励磁除了保持绕组电流为最大值，电机就可以产生恒定的最大受转速控制外，还与电动汽车的运行工况联系起来，转矩，得到较好控制。使得在轻载状态下，也能降低电机的励磁电流，降低2．2模糊PID的控制方法磁链损耗，提高电机的效率，实现电机效率最优化。为了实现实时和高准确率的控制，从而提高无刷此外当电动汽车处于制动状态下，电机实现回馈直流电动机的输出性能，下面用1种模糊PID控制器制动可以提高车辆的续驶里程。只有当回馈制动的能来调节PID控制器的增益参数，连续PID控制的数量大于励磁所需的能量时，能量回馈才有意义，所以学表达式为：提高轻载时的效率，就可以降低一定的励磁能量，提+砉+}高制动

7、能量利用率，进一步提高车辆的续驶里程。2)提高电驱动系统的鲁棒稳定性。用于电动汽式中：P(——系统输入和输出的差值；车中的电机通常具有2个显著特点，其一是电机具有甜∽——由PID控制器产生的控制信号；较高的功率密度，电机的电磁负荷比较大；其二是由——比例增益；于车辆的运行工况较复杂，电机运行时，电机的温升——积分时问常数；比较大。因此，’方面要求提高电机的绝缘等级，另——微分时间常数。一方而要解决驱动系统的鲁棒稳定性问题。因为电机离散PID控制