《純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)》開題報(bào)告3300字

純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)開題報(bào)告一、選題依據(jù)和意義（一）選題依據(jù)新能源汽車按照動(dòng)力能源可以分為:混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、純電動(dòng)汽車（BEV）。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車采用的是電機(jī)和燃油內(nèi)燃機(jī)共同驅(qū)動(dòng)的方式，雖然運(yùn)行效率比傳統(tǒng)汽車高，但沒有真正實(shí)現(xiàn)零排放，而且其成本價(jià)格較高、維護(hù)復(fù)雜等問(wèn)題的存在，限制了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的普及;燃料電池電動(dòng)汽車基本可以實(shí)現(xiàn)零排放，但其燃料電池的生命周期短，氫氣燃料的制造、輸送安全等問(wèn)題都限制了該種電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;純電動(dòng)汽車具有高的能量轉(zhuǎn)換率和運(yùn)行效率，不僅清潔無(wú)污染、低噪聲，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于維護(hù)，是未來(lái)近幾十年內(nèi)最具發(fā)展?jié)摿Φ钠囍?。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)作為電動(dòng)汽車的核心和關(guān)鍵技術(shù)之一，是研制和發(fā)展電動(dòng)汽車首要問(wèn)題。因?yàn)槠囆旭傔^(guò)程中汽車可能需要頻繁的啟停、制動(dòng)、加減速、爬坡等情況，在必須滿足電動(dòng)汽車良好的安全性、舒適性、操作性的情況下，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的調(diào)速范圍、穩(wěn)定可靠性、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)速度等要求提出了很高的要求。同時(shí)需要保證電機(jī)驅(qū)動(dòng)器盡可能高的轉(zhuǎn)矩密度和良好的轉(zhuǎn)矩控制能力并具有較高的可靠性和較寬的調(diào)速范圍，高性能、高效率的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器對(duì)純電動(dòng)汽車的快速發(fā)展具有非常重要的意義，并且可以借助純電動(dòng)汽車的發(fā)展縮小與汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)的差距，同時(shí)可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)彎道超速，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究具有非常重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（二）選題意義電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，是電動(dòng)汽車的核心零部件之一，具有快速響應(yīng)、轉(zhuǎn)矩輸出穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成一體化等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)好壞直接決定著電動(dòng)汽車的性能。電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要符合規(guī)定的汽車動(dòng)力性能標(biāo)準(zhǔn):上坡能力、加速時(shí)間、最高車速，同時(shí)要保證電動(dòng)汽車的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器來(lái)說(shuō)，三個(gè)汽車動(dòng)力性能標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)就是如何有效地實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩和高速弱磁功能，而且保證電動(dòng)汽車的穩(wěn)定可靠運(yùn)行的前提是要設(shè)計(jì)盡可能全面的故障保護(hù)策略。因此，開發(fā)具有全面保護(hù)功能的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器有很重要的工程實(shí)踐和指導(dǎo)意義。二、國(guó)內(nèi)外研究狀況（一）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀電動(dòng)汽車在日、美、歐等國(guó)家和地區(qū)得到了大量的推廣應(yīng)用，世界電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了加速發(fā)展的新階段。美國(guó)政府發(fā)布了電動(dòng)汽車發(fā)展戰(zhàn)略和國(guó)家計(jì)劃，把電動(dòng)汽車作為國(guó)家戰(zhàn)略的重要組成部分，計(jì)劃到2015年普及100萬(wàn)輛插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。日本把發(fā)展電動(dòng)汽車作為“低碳革命”的核心內(nèi)容，并計(jì)劃到2020年普及包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的“下一代汽車”達(dá)到1350萬(wàn)輛，為完成這一目標(biāo)，日本到2020年計(jì)劃開發(fā)出至少17款純電動(dòng)汽車、38款混合動(dòng)力車。德國(guó)政府在2008年11月提出未來(lái)10年普及100萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，并宣稱該計(jì)劃的實(shí)施，標(biāo)志德國(guó)將進(jìn)入電動(dòng)汽車時(shí)代[1]。國(guó)外的汽車公司巨頭，如美國(guó)通用、德國(guó)寶馬、日本豐田等憑借其業(yè)界內(nèi)良好的口碑均已通過(guò)合資的方式在國(guó)內(nèi)發(fā)展新能源汽車，但大都以生產(chǎn)混合電動(dòng)汽車為主。美國(guó)的新興電動(dòng)汽車公司特斯拉(Tesls)憑借其卓越的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)以及成品車的優(yōu)異性能已經(jīng)占據(jù)了國(guó)外市場(chǎng)份額的至高點(diǎn)，并且市值已經(jīng)超過(guò)了美國(guó)百年傳統(tǒng)汽車巨頭美國(guó)通用汽車公司，足以知曉世界各國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車的重視程度[2]。（二）國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車的研究起步較晚，而且初期研究開發(fā)的規(guī)模都比較小，投入也很少?！笆濉逼陂g，科技部組織召開了國(guó)家863計(jì)劃電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)可行性論證會(huì)，會(huì)議通過(guò)了電動(dòng)汽車專項(xiàng)可行性研究報(bào)告，這對(duì)中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重大戰(zhàn)略意義。經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，電動(dòng)汽車在電池管理技術(shù)、驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)、整車控制技術(shù)上都有了很大的進(jìn)步，很多企業(yè)也都研制出了自己的電動(dòng)汽車，用于了政府、公交和私人等領(lǐng)域，不僅如此，電動(dòng)汽車正在向小型化、家庭化、智能化的方向發(fā)展。如雷丁A30電動(dòng)汽車、眾泰知豆電動(dòng)汽車、奇瑞QQ3EV電動(dòng)汽車等，他們的設(shè)計(jì)理念大同小異，都是為城市“微行一族”打造，主要用于滿足用戶的短途移動(dòng)出行需求，售價(jià)均在5萬(wàn)元左右[3]。同時(shí)，國(guó)定也制定了一系列政策，如對(duì)電動(dòng)汽車購(gòu)買者的優(yōu)惠補(bǔ)貼政策，對(duì)燃油汽車車號(hào)的限制政策，還有大量的科研經(jīng)費(fèi)投入政策，這些都促進(jìn)了電動(dòng)汽車的發(fā)展與普及，電動(dòng)汽車離我們的生活越來(lái)越近。在國(guó)家政策的大力扶持之下，以及我國(guó)相關(guān)企業(yè)、相關(guān)科研單位和科研人員的不懈努力之下，取得了可喜的成果，但與歐美、日本汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)還存在一定的差距。目前還存在諸多問(wèn)題：政策統(tǒng)籌力度不夠，地方保護(hù)主義嚴(yán)重；電動(dòng)汽車的核心技術(shù)有待提高，產(chǎn)業(yè)鏈難以整合；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)緩慢，標(biāo)準(zhǔn)體系不完善；市場(chǎng)認(rèn)可度低，企業(yè)缺乏熱情，這些因素都嚴(yán)重制約了我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[4-5]。我國(guó)已經(jīng)成功開發(fā)出一系列新能源汽車并以投入使用，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車以比亞迪公司的純電動(dòng)汽車技術(shù)最為先進(jìn)，并已經(jīng)占據(jù)了國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車市場(chǎng)的制高點(diǎn)，吉利公司緊隨其后。研究?jī)?nèi)容及思路方法（不少于700字）（一）研究?jī)?nèi)容1.研究框架首先，本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)以及電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的總體結(jié)構(gòu)方案。并結(jié)合各模塊電路的特點(diǎn)以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將其分為主控單元、驅(qū)動(dòng)單元以及功率逆變單元，并對(duì)明確了各單元電路的功能及基本結(jié)構(gòu)。在電機(jī)運(yùn)行方面，通過(guò)分析電機(jī)不同區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)，結(jié)合工程項(xiàng)目實(shí)際情況，采用了有效的電流分配和調(diào)節(jié)方案，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)高速穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩的最優(yōu)輸出。使用Matlab/Simulink仿真軟件搭建了按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間接定向的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，對(duì)本課題電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，為驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的研制提供了理論依據(jù)。2.重難點(diǎn)內(nèi)容及研究思路電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)是本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的重點(diǎn)內(nèi)容，其涉及的內(nèi)容既要永磁同步電機(jī)，同時(shí)又需要單片機(jī)控制。如何在利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制是本文擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)該問(wèn)題，擬采實(shí)驗(yàn)法搭建電路來(lái)解決該問(wèn)題。永磁同步電機(jī)本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的難點(diǎn)內(nèi)容，在永磁同步電機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，勵(lì)磁磁場(chǎng)與電樞磁勢(shì)之間的電角度會(huì)隨著負(fù)載的變化而變化，磁場(chǎng)間的相互作用力非常復(fù)雜，不能以控制直流電機(jī)的控制方式來(lái)控制永磁同步電機(jī)。在整個(gè)系統(tǒng)中位置環(huán)路的設(shè)計(jì)需要引起特別的關(guān)注。本文的調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)呈比例關(guān)系，同時(shí)為了減小穩(wěn)態(tài)誤差，需要引入積分項(xiàng)。這樣可以提高系統(tǒng)的控制精度。（二）研究方法或技術(shù)路線（不少于200字）1.實(shí)驗(yàn)法電動(dòng)汽車車用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器總體方案設(shè)計(jì)。本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)以及電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的總體結(jié)構(gòu)方案。并結(jié)合各模塊電路的特點(diǎn)以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將其分為主控單元、驅(qū)動(dòng)單元以及功率逆變單元，并對(duì)明確了各單元電路的功能及基本結(jié)構(gòu)。2.仿真法通過(guò)Simulink仿真軟件搭建了基于SVPWM原理的間接磁場(chǎng)定向的雙閉環(huán)感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)仿真。四、預(yù)期結(jié)果（不少于100字）首先，本文根據(jù)永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)以及電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的總體結(jié)構(gòu)方案。并結(jié)合各模塊電路的特點(diǎn)以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將其分為主控單元、驅(qū)動(dòng)單元以及功率逆變單元，并對(duì)明確了各單元電路的功能及基本結(jié)構(gòu)。預(yù)期得到的具體結(jié)果如下：1.一篇符合要求的論文。2.汽車驅(qū)動(dòng)控制器電路五、進(jìn)度計(jì)劃結(jié)合本人實(shí)際撰寫情況，分時(shí)間段進(jìn)行闡述，請(qǐng)務(wù)必和任務(wù)書的時(shí)間保持一致，不要出現(xiàn)任務(wù)書時(shí)間、內(nèi)容與本文進(jìn)度計(jì)劃不匹配情況。請(qǐng)根據(jù)學(xué)院論文具體工作要求，和選題內(nèi)容，補(bǔ)充或調(diào)整下方各階段需要完成的內(nèi)容。切忌只保留下方原始模板內(nèi)容，視為不合格。2022.10.18-2022.11.20，確定選題、下達(dá)任務(wù)書2022.11.21-2022.12.16，完成開題報(bào)告撰寫及開題答辯2022.12.12-2023.02.26，收集和分析資料，完成課題調(diào)研或項(xiàng)目2023.02.27-2023.03.12，中期檢查2023.03.26前，完成論文初稿2023.04.16前，完成論文定稿與查重，審定答辯資格2023.05.12前，畢業(yè)答辯、完成整改六、參考文獻(xiàn)[1]MaxAhman.GovernmentpolicyandthedevelopmentofelectricvehiclesinJapan[J].EnergyPolicy,2006(34):433-443.[2]ZhangL,ChuJ,ZouB.Studyofautomobileelectriccontrolledsystemfaultdiagnosisbasedonclassificationpatternrecognition[J].Proc