《純電動汽車驅動控制器設計》開題報告3300字

純電動汽車驅動控制器設計開題報告一、選題依據和意義（一）選題依據新能源汽車按照動力能源可以分為:混合動力電動汽車（HEV）、燃料電池電動汽車（FCEV）、純電動汽車（BEV）。混合動力電動汽車采用的是電機和燃油內燃機共同驅動的方式，雖然運行效率比傳統(tǒng)汽車高，但沒有真正實現零排放，而且其成本價格較高、維護復雜等問題的存在，限制了混合動力電動汽車的普及;燃料電池電動汽車基本可以實現零排放，但其燃料電池的生命周期短，氫氣燃料的制造、輸送安全等問題都限制了該種電動汽車的產業(yè)化進程;純電動汽車具有高的能量轉換率和運行效率，不僅清潔無污染、低噪聲，而且結構簡單、易于維護，是未來近幾十年內最具發(fā)展?jié)摿Φ钠囍?。電機驅動控制技術作為電動汽車的核心和關鍵技術之一，是研制和發(fā)展電動汽車首要問題。因為汽車行駛過程中汽車可能需要頻繁的啟停、制動、加減速、爬坡等情況，在必須滿足電動汽車良好的安全性、舒適性、操作性的情況下，對電機驅動控制器的調速范圍、穩(wěn)定可靠性、系統(tǒng)的實時響應速度等要求提出了很高的要求。同時需要保證電機驅動器盡可能高的轉矩密度和良好的轉矩控制能力并具有較高的可靠性和較寬的調速范圍，高性能、高效率的電機驅動控制器對純電動汽車的快速發(fā)展具有非常重要的意義，并且可以借助純電動汽車的發(fā)展縮小與汽車工業(yè)強國的差距，同時可以帶動相關產業(yè)的發(fā)展，實現彎道超速，因此電機驅動技術的研究具有非常重要的經濟效益和社會效益。（二）選題意義電機驅動控制器，是電動汽車的核心零部件之一，具有快速響應、轉矩輸出穩(wěn)定、結構簡單、集成一體化等優(yōu)點，系統(tǒng)好壞直接決定著電動汽車的性能。電動汽車在設計過程中不僅要符合規(guī)定的汽車動力性能標準:上坡能力、加速時間、最高車速，同時要保證電動汽車的穩(wěn)定可靠運行。對于電機驅動控制器來說，三個汽車動力性能標準的關鍵技術就是如何有效地實現低速大轉矩和高速弱磁功能，而且保證電動汽車的穩(wěn)定可靠運行的前提是要設計盡可能全面的故障保護策略。因此，開發(fā)具有全面保護功能的電機驅動控制器有很重要的工程實踐和指導意義。二、國內外研究狀況（一）國內研究現狀電動汽車在日、美、歐等國家和地區(qū)得到了大量的推廣應用，世界電動汽車產業(yè)進入了加速發(fā)展的新階段。美國政府發(fā)布了電動汽車發(fā)展戰(zhàn)略和國家計劃，把電動汽車作為國家戰(zhàn)略的重要組成部分，計劃到2015年普及100萬輛插電式混合動力電動汽車。日本把發(fā)展電動汽車作為“低碳革命”的核心內容，并計劃到2020年普及包括電動汽車在內的“下一代汽車”達到1350萬輛，為完成這一目標，日本到2020年計劃開發(fā)出至少17款純電動汽車、38款混合動力車。德國政府在2008年11月提出未來10年普及100萬輛純電動汽車和插電式混合動力汽車，并宣稱該計劃的實施，標志德國將進入電動汽車時代[1]。國外的汽車公司巨頭，如美國通用、德國寶馬、日本豐田等憑借其業(yè)界內良好的口碑均已通過合資的方式在國內發(fā)展新能源汽車，但大都以生產混合電動汽車為主。美國的新興電動汽車公司特斯拉(Tesls)憑借其卓越的電機驅動控制技術以及成品車的優(yōu)異性能已經占據了國外市場份額的至高點，并且市值已經超過了美國百年傳統(tǒng)汽車巨頭美國通用汽車公司，足以知曉世界各國對電動汽車的重視程度[2]。（二）國外研究現狀國內電動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家863計劃電動汽車重大專項可行性論證會，會議通過了電動汽車專項可行性研究報告，這對中國汽車產業(yè)發(fā)展有重大戰(zhàn)略意義。經過近幾十年的發(fā)展，電動汽車在電池管理技術、驅動控制技術、整車控制技術上都有了很大的進步，很多企業(yè)也都研制出了自己的電動汽車，用于了政府、公交和私人等領域，不僅如此，電動汽車正在向小型化、家庭化、智能化的方向發(fā)展。如雷丁A30電動汽車、眾泰知豆電動汽車、奇瑞QQ3EV電動汽車等，他們的設計理念大同小異，都是為城市“微行一族”打造，主要用于滿足用戶的短途移動出行需求，售價均在5萬元左右[3]。同時，國定也制定了一系列政策，如對電動汽車購買者的優(yōu)惠補貼政策，對燃油汽車車號的限制政策，還有大量的科研經費投入政策，這些都促進了電動汽車的發(fā)展與普及，電動汽車離我們的生活越來越近。在國家政策的大力扶持之下，以及我國相關企業(yè)、相關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)強國還存在一定的差距。目前還存在諸多問題：政策統(tǒng)籌力度不夠，地方保護主義嚴重；電動汽車的核心技術有待提高，產業(yè)鏈難以整合；基礎設施建設緩慢，標準體系不完善；市場認可度低，企業(yè)缺乏熱情，這些因素都嚴重制約了我國新能源汽車產業(yè)的健康發(fā)展[4-5]。我國已經成功開發(fā)出一系列新能源汽車并以投入使用，國內純電動汽車以比亞迪公司的純電動汽車技術最為先進，并已經占據了國內純電動汽車市場的制高點，吉利公司緊隨其后。研究內容及思路方法（不少于700字）（一）研究內容1.研究框架首先，本文根據永磁同步電機的特點以及電動汽車電機驅動控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動汽車電機驅動控制器的總體結構方案。并結合各模塊電路的特點以及工程實踐經驗將其分為主控單元、驅動單元以及功率逆變單元，并對明確了各單元電路的功能及基本結構。在電機運行方面，通過分析電機不同區(qū)域的運行狀態(tài)，結合工程項目實際情況，采用了有效的電流分配和調節(jié)方案，實現了電機高速穩(wěn)定運行的狀態(tài)下轉矩的最優(yōu)輸出。使用Matlab/Simulink仿真軟件搭建了按轉子磁場間接定向的感應電機矢量控制系統(tǒng)，對本課題電機控制系統(tǒng)進行仿真研究，為驅動控制系統(tǒng)的研制提供了理論依據。2.重難點內容及研究思路電機驅動技術是本畢業(yè)論文（設計）的重點內容，其涉及的內容既要永磁同步電機，同時又需要單片機控制。如何在利用單片機實現對電動機的控制是本文擬解決的關鍵問題。針對該問題，擬采實驗法搭建電路來解決該問題。永磁同步電機本畢業(yè)論文（設計）的難點內容，在永磁同步電機實際運行過程中，勵磁磁場與電樞磁勢之間的電角度會隨著負載的變化而變化，磁場間的相互作用力非常復雜，不能以控制直流電機的控制方式來控制永磁同步電機。在整個系統(tǒng)中位置環(huán)路的設計需要引起特別的關注。本文的調節(jié)器均采用PI調節(jié)器，控制器的輸出與輸入誤差信號呈比例關系，同時為了減小穩(wěn)態(tài)誤差，需要引入積分項。這樣可以提高系統(tǒng)的控制精度。（二）研究方法或技術路線（不少于200字）1.實驗法電動汽車車用電機驅動控制器總體方案設計。本文根據永磁同步電機的特點以及電動汽車電機驅動控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動汽車電機驅動控制器的總體結構方案。并結合各模塊電路的特點以及工程實踐經驗將其分為主控單元、驅動單元以及功率逆變單元，并對明確了各單元電路的功能及基本結構。2.仿真法通過Simulink仿真軟件搭建了基于SVPWM原理的間接磁場定向的雙閉環(huán)感應電機矢量控制系統(tǒng)，并進行了實驗系統(tǒng)仿真。四、預期結果（不少于100字）首先，本文根據永磁同步電機的特點以及電動汽車電機驅動控制器的性能要求，提出了一種基于STM32的電動汽車電機驅動控制器的總體結構方案。并結合各模塊電路的特點以及工程實踐經驗將其分為主控單元、驅動單元以及功率逆變單元，并對明確了各單元電路的功能及基本結構。預期得到的具體結果如下：1.一篇符合要求的論文。2.汽車驅動控制器電路五、進度計劃結合本人實際撰寫情況，分時間段進行闡述，請務必和任務書的時間保持一致，不要出現任務書時間、內容與本文進度計劃不匹配情況。請根據學院論文具體工作要求，和選題內容，補充或調整下方各階段需要完成的內容。切忌只保留下方原始模板內容，視為不合格。2022.10.18-2022.11.20，確定選題、下達任務書2022.11.21-2022.12.16，完成開題報告撰寫及開題答辯2022.12.12-2023.02.26，收集和分析資料，完成課題調研或項目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[1]MaxAhman.GovernmentpolicyandthedevelopmentofelectricvehiclesinJapan[J].EnergyPolicy,2006(34):433-443.[2]ZhangL,ChuJ,ZouB.Studyofautomobileelectriccontrolledsystemfaultdiagnosisbasedonclassificationpatternrecognition[J].Proc