電動汽車扭矩行為改變模式驅(qū)動系統(tǒng)

1、 電動汽車扭矩行為改變模式驅(qū)動系統(tǒng)摘要中，充分利用有自身優(yōu)勢的現(xiàn)有車輛的電力驅(qū)動系統(tǒng)，避免其缺點，在一個雙馬達驅(qū)動系統(tǒng)更改模式和單電機驅(qū)動的作用下，兩個單驅(qū)動電機和獨立四輪驅(qū)動的設(shè)計隨之誕生。扭矩傳輸特性分析及應(yīng)用這種驅(qū)動系統(tǒng)的仿真已經(jīng)完成。根據(jù)車輛控制器控制，當電機正常運行，這個驅(qū)動系統(tǒng)能確保每一個模式車輛的穩(wěn)定;即使電機在獨立輪驅(qū)動模式出現(xiàn)一個故障，只有很少的扭矩可反向轉(zhuǎn)動，由于工作電機故障輪由電機驅(qū)動，它就不能對電動汽車的穩(wěn)定性造成明顯的影響和偏差，可通過改變驅(qū)動方式避免從獨立輪驅(qū)動單電機驅(qū)動。因此，設(shè)計這個驅(qū)動系統(tǒng)是必要的和可行的。介紹隨著電動車控制的發(fā)展技術(shù)，對獨立四輪驅(qū)動應(yīng)用率極其

2、頻繁。它有節(jié)省安裝空間等優(yōu)點，提高能源效率和改善可控性。然而，電子微分獨立輪驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)還不夠健全，車輛在崎嶇道路上行駛，電動車輛很難控制其穩(wěn)定性。這種工業(yè)化馬達不能滿足高速客運汽車的動力性能。如果我們可以利用現(xiàn)有的優(yōu)勢，充分利用電汽車驅(qū)動系統(tǒng)，避免他們的缺點，那么就能擁有有效的能源消耗和可靠的汽車性能。在參考現(xiàn)有的配置，雙電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計，其中包括雙高速傳輸并具有改變模式的獨立驅(qū)動，雙電機驅(qū)動器和獨立的共同驅(qū)動車輪。通過扭矩傳輸特性的理論分析，驅(qū)動系統(tǒng)和車輛穩(wěn)定仿真有了這個系統(tǒng)配備，那么該系統(tǒng)已經(jīng)完成。驅(qū)動系統(tǒng)配置所設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng)如圖1所示。兩電動機相反安裝，一流的驅(qū)動齒輪固定在軸承上并且與

3、減速器殼連接，電機軸依靠同步器。中間驅(qū)動在雙方齒輪通過微分半通過與花鍵軸連接。中央的傳動比減速面積大于兩邊減速齒輪面積。這種獨特的驅(qū)動系統(tǒng)可有效地解決空間布局 兩個電機系統(tǒng)驅(qū)動配置圖問題，為了符合電動汽車的條件還配備了獨立懸架，并降低難度改變版本，馬達和減速機被固定在框架上彌補了電機驅(qū)動不足之處，因為改變模式設(shè)備采用等效配備雙速變速器，它能有效降低汽車性能的要求，提高了整車的動力性能。隨著單電機驅(qū)動的實現(xiàn)，該系統(tǒng)可有效避免了電動汽車運行時異常的故障一電機意想不到的停止工作。它更靈活，比對焦驅(qū)動或四輪驅(qū)動更獨立可靠。改變模式后功率傳輸路徑如圖2所示。當電動車運行在低速，小負荷的情況下，作出電機連

4、接，中間減速裝置使用更改模式同步器，傳輸路徑電力車輛可以使用單臺電動機，當電動汽車在高加速度或爬坡情況下，使電動機的中間連接減速裝置，成為雙電機聯(lián)合驅(qū)動模式;當電動車運行在高速情況下，電動機就可以與相鄰齒輪連接，成為一個獨立的四輪驅(qū)動系統(tǒng)。扭矩傳輸特性對稱行星齒輪機構(gòu)和同步器的變化模式是核心機構(gòu)設(shè)備。對稱行星齒輪機構(gòu)是由行星齒輪架，行星齒輪組和軸齒輪組成。為了明確機制的變化模式，運動和行星齒輪部件在每一個軸齒輪驅(qū)動方式，必須加以分析。由于輪減速齒輪和其它齒輪指揮旋轉(zhuǎn)，可以省略了它們的分析和在連通轉(zhuǎn)動慣量上的差異所連接的組件。單電機驅(qū)動器或兩個馬達驅(qū)動的模式組合一般稱為對焦驅(qū)動。由于運動行星齒輪

5、和半軸齒輪在這些部件模式被許多論文進行了分析，這些分析被省略了。在獨立輪驅(qū)動模式下，動作和行星齒輪和齒輪軸力進行了分析如圖3。這些部件的關(guān)系是 啟動的獨立驅(qū)動元件 其中，I0是結(jié)合目前的慣性圍繞軸組成部分;W為角加速度。他們的速度和角加速度關(guān)系同對焦驅(qū)動對它們的關(guān)系是一樣的。 當W1=W2，半軸的扭矩值.當i1和n1是一檔傳動比在獨立輪驅(qū)動傳輸效率。當W1=W2=W0，Tr1=Tr2，Tq1=Tq2，Tm1=Tm2. 在獨立輪驅(qū)動下，如果輸出的驅(qū)動電機能夠承受住扭矩要求，那么電動車可以在可控制范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。但是，如果其中一個馬達出現(xiàn)故障，此電機連接軸將失去一半的驅(qū)動力矩，因此運作良好的那個電

6、動機將分出一半的動力發(fā)送反向扭矩到一半的斷軸電機上，來維持平衡。仿真分析 為了分析設(shè)計兩個電動機驅(qū)動系統(tǒng)的實際性能，配備這種A前置輪驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電動客車。把每個組件的數(shù)據(jù)變動計算出來。 由于驅(qū)動車輪與道路的接觸將決定車輛的加速能力，分析包括兩部分，根據(jù)路面附著條件：高附著系數(shù)路面和低附著系數(shù)路面。假設(shè)最大附著力高附著系數(shù)路面系數(shù)為0.8，最大附著力低附著系數(shù)為0.2的道路。該車輛從靜止開始沿一條直線行駛，其中一個輸出電動機的扭矩從0到最大扭矩只要1.5秒，其它電機損壞，無法輸出力矩。根據(jù) 自由度動力學模型動力學模型和反向扭矩計算公式，其最大值為1.車輛運動軌跡，橫擺角速度和側(cè)滑角見圖5。其中左

7、邊的數(shù)字是表示車輛運行曲線的高附著路面系數(shù)，右邊的數(shù)字表示車輛運行曲線在低附著路面系數(shù)。它可以清楚地從曲線中分析出，即使電機損壞，只要有一點扭矩，就可以 a） 最大角加速度b） 最大反向扭矩c) 車輛運動軌跡d) 橫擺角速度和側(cè)偏角連接傳輸軸與右半軸通過旋轉(zhuǎn)的行星齒輪。由于此力矩過小，受到車輛牽引力和路面附著力的雙重作用，車輛的穩(wěn)定性將不會受到嚴重影響，反向旋轉(zhuǎn)一個半軸這種現(xiàn)象可能不會發(fā)生。但是有一個很明顯的偏差現(xiàn)象，其原因是只有一個輪子驅(qū)動。這種現(xiàn)象必須避免，所以這種改變驅(qū)動系統(tǒng)模式是必要的，它是讓此模式轉(zhuǎn)移到另一個電機驅(qū)動的重點。 總結(jié) 在分析的基礎(chǔ)上，研究扭矩傳遞行星齒輪差速器的對稱特性

8、，一或兩個電動機功能的變化模式驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計。研究表明，微分是差分輸入和三個行星齒輪系統(tǒng)輸出端口，動力不僅可以從輸入軸到輸出軸，還可以從輸出軸到輸入軸。當裝備在電車，只有一小扭矩可逆轉(zhuǎn)內(nèi)部和外部之間的一半軸轉(zhuǎn)移通過行星齒輪的轉(zhuǎn)動，能不影響電動汽車的穩(wěn)定性，所以它可用于獨立驅(qū)動模式之間切換四輪驅(qū)動和對焦驅(qū)動。由于這種驅(qū)動系統(tǒng)變化的模式和兩種變速器，它可以有效地提高功率性能，經(jīng)濟性和可靠性的電動車。設(shè)計交流電動機控制系統(tǒng)的混合動力電動汽車 摘要中，感應(yīng)電動機驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)電動馬達驅(qū)動的設(shè)計要求設(shè)計混合動力車（HEV）電動汽車。在系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制理論，采用磁通和DSP處理器TMS320

9、LF2407A作為核心控制芯片。重點主要放在設(shè)計軟件和硬件的感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)。最后，運用提出實證結(jié)果并且做出相應(yīng)的測試分析。 介紹 異步電機驅(qū)動系統(tǒng)有許多優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)簡單，成本低，可靠性高，免維護，低脈動轉(zhuǎn)矩，速度限制，噪音低，傳動技術(shù)成熟等。它廣泛用于大功率電動車驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)。不過，也有一些缺點在系統(tǒng)中。例如，歸納電機的矢量控制及線性度差在輕負載條件下的效率。通過采用磁場定向控制（FOC）轉(zhuǎn)子磁通矢量算法，它可以有效地克服缺點，實現(xiàn)非線性去耦在感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制。在同一時間，采用實時效率優(yōu)化控制項目，它可以克服的缺點是低異步電動機工程在輕負載的效率和恒功率條件。TMS320LF2407

10、A的DSP有完善的數(shù)字信號加工能力。其集成的高速16通道的A / D轉(zhuǎn)換器是專門為這次活動設(shè)計電機控制（例如內(nèi)部設(shè)備，CAN通信）。這是更適合發(fā)展對電動機數(shù)字控制系統(tǒng)。因此，可作為一個合適的發(fā)展方案入選驅(qū)動系統(tǒng)的混合動力（HEV）的電動汽車。矢量控制原理及其制度 根據(jù)磁鏈等效原則，三相系統(tǒng)可以等價轉(zhuǎn)換成兩相體系，通過坐標變換。然后，通過同步旋轉(zhuǎn)變換的轉(zhuǎn)子磁通方向，定子電流可以分解為兩個正交分量：勵磁電流分量的IM和轉(zhuǎn)矩電流分量的。換句話說，在電樞反應(yīng)磁場的兩個組件可以產(chǎn)生相當于一由最初的三相定子繞組的電流?；谒膭畲烹娏鞣至亢娃D(zhuǎn)矩電流的IM組成部分，可獨立控制。這意味著一個三相交流電機控制，

11、可等價作為一個直流電動機。因此，它顯示了同樣的更好的靜態(tài)和動態(tài)性能，直流調(diào)速系統(tǒng)。有兩種控制模式的矢量控制系統(tǒng)，包括向量及控制方式無速度傳感器。根據(jù)控制旋轉(zhuǎn)速度的要求和電機扭矩驅(qū)動系統(tǒng)，雙閉環(huán)矢量控制模式采用帶速度傳感器的文件。在這種模式下，速度是作為外部循環(huán)，作為當前內(nèi)部循環(huán)。定轉(zhuǎn)矩控制體在相應(yīng)的速度和弱磁控制實現(xiàn)了保持高于基速恒功率輸出。該框架的DSP矢量控制系統(tǒng)三相交流電動機，如圖所示1。轉(zhuǎn)子磁鏈的位置可以計算出來相應(yīng)的計算模型控制系統(tǒng)。通過檢測定子電流，勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電機定子電流分量電流可在dq坐標系統(tǒng)，通過坐標變換的三相坐標系統(tǒng)在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標與轉(zhuǎn)子磁場定向系統(tǒng)，兩個電流電機定

12、子電流成分是由PI輸出控制器組成的。隨后，他們可以轉(zhuǎn)化為兩相靜止坐標，從而形成兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系統(tǒng)，然后電壓空間矢量法（SVPWM的）用于控制脈沖寬度和驅(qū)動逆變器工作。轉(zhuǎn)子磁通位置是一個非常重要的參數(shù)。在交流電機矢量控制系統(tǒng)中，它直接采用在硬件的向前和向后的轉(zhuǎn)變矢量控制模型中。不幸的是，它不能直接由位置傳感器或速度傳感器傳送到馬達。因此，一個新的計算模型，在光源的位子的微調(diào)器轉(zhuǎn)子磁通位定子電流反饋速度和參數(shù)。硬件電路設(shè)計該系統(tǒng)的硬件組成，主要是由電子控制驅(qū)動器與DSP的電路核心，主電路，取樣電路（速度，電流，溫度等），高電壓連接器和繼電器等。在這個硬件設(shè)計中，包括PWM驅(qū)動電路，低功率保護，電

13、流取樣和CAN通信。主要是介紹:A：PWM驅(qū)動電路和主電路TMS320LF2407A的中的每個主體可以提供六通道可編程的16位脈寬調(diào)制（PWM）通道。同時，不同的PWM死區(qū)控制可以通過軟件設(shè)置。它避免了該晶體管的上部和下部同時輸出觸發(fā)脈沖有一個上限和短路降低晶體管的主電路。因此，選擇TMS320LF2407A作為系統(tǒng)的中央處理單元電動驅(qū)動整個系統(tǒng)降低成本，簡化如圖所示。三相IGBT橋TMS320LF2407A的DSP的驅(qū)動下，通過在兩個級別12的PWM7基于空間矢量脈寬調(diào)制（SVPWM）的原則。在以前的水平，該三極管用于第一階段PWMx信號放大。然而，賽米控驅(qū)動電路模塊SKHI23/12是用來

14、直接驅(qū)動的雙包裝的IGBT CM600DY - 24A由三菱商事株式會社所提出的一系列。 由于驅(qū)動模塊SKHI23/12具有功能短路保護和監(jiān)測，錯誤信號引導它可與電源驅(qū)動保護EVB。功率驅(qū)動保護被拉高在正常工作條件下的高水平。當IGBT有短路或過流，這是在SKHI23/12和PWM712輸出EVB的變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，然后是所有的IGBT被關(guān)閉，以避免損壞電路元件。由于關(guān)機是通過硬件完成電路，響應(yīng)速度非常高，不受關(guān)閉軟件控制。它可以有效地保護了IGBT 5口和系統(tǒng)集成放大。B.加速抽樣 轉(zhuǎn)速采樣值n主要用于速度閉環(huán)控制和轉(zhuǎn)子磁通位置計算。由于這一事實，即機械系統(tǒng)大慣量，速度比慢轉(zhuǎn)化速度的定子電流，它

15、不必要的速度進行取樣總是在每個PWM周期中斷。文中的M方法通過對電機轉(zhuǎn)速采樣。該采樣周期設(shè)定為10毫秒= Tn的，即三十PWM中斷周期。增量式光電編碼器的1024脈沖每革命選擇了實驗。它可以產(chǎn)生頻率脈沖信號，利用DSP正交編碼脈沖電路。增量脈沖在一個采樣周期數(shù)可以計算出T3CNR反T3航站樓。C.目前抽樣 當前采集與處理流程圖顯示在Figure.3。在實踐中，產(chǎn)生的電壓信號由定子通過霍爾電流傳感器的電流TBC50LA陰性或陽性。然而，模擬輸入范圍電路為03.3V的限制在ADC的DSP模塊。為了滿足要求，模擬電壓范圍應(yīng)通過接口電路調(diào)整前采樣信號進入ADC模塊，然后電壓從1.65V增加額外提振。數(shù)

16、字信號a，b，即定子電流采樣值，可以由數(shù)字來計算數(shù)量減去數(shù)字515（即從1.65V）數(shù)量。請注意，數(shù)字量是由ADC轉(zhuǎn)換模塊。在圖3，在虛線的盒子里面分別是履行電路的硬件和軟件。軟件設(shè)計 主程序履行初始化工作，包括每個外部設(shè)備變量初始化模塊和整個系統(tǒng)。外部設(shè)備模塊主要包括I / O模塊，ADC模塊，在CAN總線模塊和事件管理器模塊。流程圖主要程序如圖所示。主程序流程圖PWM中斷程序PWM中斷服務(wù)程序，即T3的時期中斷服務(wù)程序，是一個關(guān)鍵組成部分的載體控制軟件系統(tǒng)。該例程流程圖顯示在電流和轉(zhuǎn)速采樣電機，F(xiàn)OC算法和SVPWM的調(diào)制方案都履行了這一程序。在同一時間，存儲的錯誤診斷和恢復(fù)功能完成中斷電

17、源保護軟件根據(jù)系統(tǒng)的要求。如果連續(xù)三次電源保護中斷發(fā)生在任意二十秒，所有的PWM輸出將被關(guān)閉直到徹底手動復(fù)位信號出現(xiàn)。該PWM輸出還可以自動恢復(fù)到正常條件錯誤信號消失后，系統(tǒng)返回到正常狀態(tài)。 所設(shè)計的驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用于交流感應(yīng)電機（1.0Kw）。電機和系統(tǒng)的額定值給出的參數(shù)如下：額定電壓= 380，在=2.6a的額定電流，極對P = 1時，額定轉(zhuǎn)速nN = 3000r/min，速度差異S = 0.033，定子電阻Rs =6.01，轉(zhuǎn)子電RR為6.071，相互電感LM = 1020mH時，轉(zhuǎn)子和定子電感LR的最小二乘= = 53.5mH。該SVPWM的載波頻率設(shè)置為3千赫。實證結(jié)果顯示在圖。6和圖。7。在圖。6（a）項，在電機定子電流波形啟動，提出了目標速度的條件下300r/min和負荷1.2N米當電機加速從為150r/min至300r/min在無負載條件下，定子電流波形是由于在Figure.6（二）。定子電流積極和消極的波形與電機轉(zhuǎn)動300r/min分別載于Figure.7（a）和7（b）。 從上面的實驗波形，可以得出結(jié)論是，更好的三相正弦波可以通過所提出的控制算法。該電機運行平穩(wěn)，當它工作在正