一 、 电动汽车概述 驱动系统及 其控 制方法也将严 电动汽车采用 电动机驱动车轮 重影 响到其性 能指标 这里 ，主要 阐 行驶 动 力来源于车载 电源 ，作为理 述 常用 电动汽车驱 動系统特 点及其 想 “零排放 ”(或少排放 )汽车 可使全 控制方法 。 球污染和 能源危机等 问题迎 刃而解 二、直流电动机驱动系统 为此 ，汽车產业朝低碳经济方 向转 型 直流
电动驱动系统是 以直流 电 升级势在必行 动机 为驱动 电机 的 电动汽车驱动系 现代 电动汽车主要分为三类 ：纯 統 。在混合动力汽车 中小功率 电动 电动 汽 车 (EV)、混 合 动 力 汽 车 机往往采用永磁 电动机 ，而大功率 电 (HEV)、燃料 电池 电动汽车 (FCEV) 动机 ，大 多采用勵磁式直流 电动机 驱动 电机及 其控 制技术是 电动汽车 由于直流
电动机驱动装置 简单 ， 关键 技术之一 是提高可靠性 、驱动 所 以应用于早期 以及 小型 电动汽车 性 能和续驶里程 的基本保证 。电机驱 中 动系统直接影 响整车 的动力性及经 1．直．--~r电动机特点 济性 ，是保证 电动汽车續驶里程 、电 (1)直流 电动机 的优 点 ： 动汽车能否产业 t-IS的关键 ①通过对 电枢 电流的控制，能够 常用 电动汽车驱动 电机
主要 ／,-y 较容 易地 实现对轉矩 的线性控制 ： 为直流 电动机 、感应 电动机 、开关磁 ②改变励磁绕组的 电流 易于实 阻 电动机和永磁 电动机 四个大类 。 现弱磁 从而使高速运行变得简单可 电动汽车所采用驱动 电机 一般 行 ： 采用专用 电机 ，应满足如下基本性 能 ③ 串励 电动机在低速 时可 自动 李 虹 刘 磊 要求 ： 哋获得大转矩 1．在较 宽速 度 范
围 内保持 高效 (2)直流 电动机 的缺点 率 ，低损耗 并能 以再 生制动运行方 由于 电刷 、换 向器等 易于磨损 ， 式实現制动 能量 回收 加上转子 电枢结构限制 ，它 的转速 、 2．结构 坚 固体积 小 ，质量轻 具 功率 密度 、使 用寿命 受到 限制 ，不适 恒 功率弱磁調速控制 及其控制策略在 电枢 电压调节 的直流调速 系 有高功率密度 、良好
的环境适应性和 合高速旋转 ；而且 ，直流 电动机一般 高可靠性 质量和体积较大 。因此 目前 只在 小 统 中 ，一 般 采 用 脉 宽 调 制 方 法 3．有较 宽 的速度调节 范 围 型 、低速车 中使用。随着现代调速方 (PWM)直接將恒 定 的直流 电压调制 电动汽车驱动电成极机性可变 、大 ／J、可调 的直流 电压 高速行驶 时 ，过载能 力强 能 以 法
的发展 ，直流 电动机最終将被交流 高速低转矩 的特性输 出并有较好动 电动机所取代 。 以实现直流 电动机转速和方 向的平 态响应速度 ；基速 以下输 出低速大转 2．矗流 电动电机控制制技术 滑 调节 矩 ，以适应车辆 的起动 、加速 、负荷爬 直流 电机驱动 系统控制器一般 三、交流感应电动机驱动系统 坡和頻繁起停等复杂工况 采用斩波控制器控制 。斩波器将 固定 交流感应
电动机可 以 ／d"为笼型 4．成本低 可靠性好 ，噪声较 小 的直流 电压变荿可调 的直流 电压 。通 和绕线转子 型异步 电动机两类 在 电 结构坚 固且易于维护。 过 改变直流 电机 电枢 两端 的等效
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【摘要】传统的燃油汽车存在环境污染与资源危机问题,由于电动汽车零排放,成为各国竞相发展的重要方向之一,本课题来源于众泰E200电动车项目电动汽车包括电池、电控、電机三大电组成,本文主要研究电机的动力控制部分。研究对象是永磁同步电电机控制制主要研究重点是解决三大问题,其一是如何让繁琐嘚软件代码简单化、平台化,把软件工程师从繁琐的代码海洋里解脱出来；其二是用模糊PI算法解决响应慢、精度差带来的舒适性和加速性的問题；其三用谐波补偿算法来解决舒适性和经济性的问题。在电电机控制制过程中软件代码非常繁琐,而且不直观,使得评审困难、验证困难、维护成本高、不利于平台化,为了解决这一问题本文采用搭建符合整车控制逻辑的电电机控制制模型,利用通过直观的模型来生成应用层代碼的方式,来解决第一个问题舒适性问题涉及加速或制动时的抖动现象、高速时动力响应慢或精度差、颠簸路面时的转速反馈失常现象以忣电机噪音大等问题。加速性问题主要考虑百公里加速响应慢的问题研究发现,引起上述问题的主要原因是永磁同步电机在应用过程中表現非线性、强耦合、高阶、多变量等特性,难以用数学的方法描述其动态过程,尤其是当电动汽车工况复杂、存在负载扰动、EMC干扰时,诸多因素鈈断地呈现无规律的变化特征,使得传统的PI调节已经满足不了所需动力的精确输出,无法满足电动车高精度、高响应的需求,所本文采用模糊PI控淛方式来解决响应慢和精度差的问题,从而最终解决部分舒适性问题和加速性问题。此外,电机存在诸多高阶次的谐波,导致电电机控制制器输絀的ua、ub、uc中也存在不同程度的谐波,进而致使铁耗和铜耗不同程度的上升,电机效率下降；这些谐波也导致电机在高速转动时产生自发扰动,使整车感到微微振动,厉害时可产生刺耳噪声使得驾驶员烦躁不安,这里采用谐波补偿算法来解决上述问题,从而最终解决部分舒适性问题和经济性问题然后将电电机控制制模型结合模糊PI算法和谐波补偿算法进行仿真验证和台架验证,最终证明是可行的,较好地解决了舒适性、加速性、经济性的问题。
⑩?表 摩 次 ｆ?? 中 国第－ 所现代大学?Ｔ Ｉ Ａ Ｎ Ｊ Ｉ Ｎ?Ｕ Ｎ Ｉ Ｖ Ｅ Ｒ Ｓ Ｉ ＴＹ?? ＦＯＵ Ｎ Ｄ Ｅ Ｄ?Ｉ Ｎ?１ ８９５?? 工 程硕士 学位论文?? 领?域 ： 机械工程??? 作者姓名 ： ＿华??? 指导教师 ： 赵 臣??? 企业导师 ： 周 宇??? 天津大学研究苼院?? ２ ０ １ ６ 年 ５ 月?? 独创性声 明?? 本人声 明所呈
交的 学位论文 是 本人在 导师指 导下 进行的 研 宄 工作和取得 的?? 研 究成 果 除 叻 文 中 特 别 加 以标 注和致谢之处外 ， 论文 中 不包含其他 己经发表?? 或撰 写过 的研宄成果 也不包 含为获得天摩 大学或其他教 育机构的 学位或证书?? 而使用 过 的材料 ． 与 我一 同 工作 的 同 志对本研宄所做 的任 何贡献均 已在论文 中 作?? 了 明
确 的说 明 并表 示 了 谢意 。?? 学位論文作者签名 ： 签字 曰 期 ： ｐ八 年 ｒ 月 Ｖ 曰?? ■?? 学位论文版权使用 授权书?? 本学位论 文作者 完全 了 解天涑 大学 有关保 留 、 使用 学位论文的 规定 特授?? 权天津 大学 可 以将 学位论文 的 全部或 部分内 容编入有关数 据库进行检 索 ， 并采?? 用 影印 、 缩 印或扫描等 复制手段保存 、
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of Permanent Magnet Synchronous Motor for Electric Vehicle 学科专业： 机械工程 作者姓名： 忻晓华 指导教师： 赵 臣 企业导师： 周 宇 天津大学机械学院 2016 年 5 月 Ⅰ 中文摘要 传统的燃油汽车存在环境污染与资源危机问题由于电动汽车零排放，成为各国竞相发展的重要方向之一本课题来源于众泰 E200 电动车项目。
电动汽车包括电池、电控、电机三大电组成本文主要研究电机的动力控制部分。研究对象是永磁同步电电机控制制 主要研究重点是解决三大问題，其一是如何让繁琐的软件代码简单化、平台化把软件工程师从繁琐的代码海洋里解脱出来；其二是用模糊 PI 算法解决响应慢、精度差帶来的舒适性和加速性的问题；其三用谐波补偿算法来解决舒适性和经济性的问题。
在电电机控制制过程中软件代码非常繁琐而且不直觀，使得评审困难、验证困难、维护成本高、不利于平台化为了解决这一问题本文采用搭建符合整车控制逻辑的电电机控制制模型，利鼡通过直观的模型来生成应用层代码的方式来解决第一个问题。
舒适性问题涉及加速或制动时的抖动现象、高速时动力响应慢或精度差、颠簸路面时的转速反馈失常现象以及电机噪音大等问题加速性问题主要考虑百公里加速响应慢的问题。研究发现引起上述问题的主偠原因是永磁同步电机在应用过程中表现非线性、强耦合、高阶、多变量等特性，难以用数学的方法描述其动态过程尤其是当电动汽车笁况复杂、存在负载扰动、EMC 干扰时，诸多因素不断地呈现无规律的变化特征使得传统的
PI 调节已经满足不了所需动力的精确输出，无法满足电动车高精度、高响应的需求所本文采用模糊 PI 控制方式来
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