电动汽车驱动系统能量控制的研究.pdf

摘要 电动汽车因其低污染、低噪声、不依赖传统能源等优点，越来越成为新型动 力汽车的发展方向。本文以解决在复杂运行状况下电动汽车驱动系统的能量控制 为目的，在电动汽车异步电动机驱动系统的基础上，通过分析异步电动机驱动系 统的数学模型、蓄电池的充电模式和效率以及不同工况下电动汽车的运行状态， 进而得出不同控制策略下异步电动机控制特性与逆变器直流母线侧状态的关系， 最终确定驱动系统的能量控制目标。 ， 通过在蓄电池和驱动系统之间加设双向DC／DC变换器来解决蓄电池端电压 变化、系统驱动性能和再生制动能量回收效率三者之间的矛盾，结合电动汽车驱 动系统自身的特点，确定双向DC／DC变换器的拓扑结构，并在此基础上提出了 正向稳压、反向稳流的适用于电动汽车的驱动系统能量控制策略。 运用状态空间平均法建立了双向DC／DC变换器的统一数学模型，并具体分 析了变换器在不同工作状态下的模型特性及工作过程，利用MATLAB软件对不 同工况下，变换器由于蓄电池端电压和负载电流变化而造成的系统特性改变进行 了分析。 分别建立电动Boost电压负反馈稳压模型和再生制动Buck电流负反馈稳流 模型，对使用经典PID控制策略的系统进行分析后，提出使用先进变参数非线性 PID控制策略，改进由于双向DC／DC变换器的强非线性和控制模型变化所带来 的控制性能恶化的问题。 换器进行了建模和抗扰性能分析，并同矢量控制策略下的异步电动机驱动模型相 结合，对传统电动汽车控制系统和加设能量控制变换器装置的系统性能进行了对 比分析，得出了双向DC／DC变换器对于逆变器直流侧电压和再生制动电流具有 很好控制效果的结论，在此基础上，对采用经典PID控制策略和先进变参数非线 性PID策略的能量控制系统的控制特性进行了对比，仿真结果说明了非线性PID 控制策略的可行性和优越性。 关键词：电动汽车能量控制双向DC／DC变换器稳压稳流变参数非 线性PID ABSTRACT Electric itslow tothe and noise vehicle，forpollutionenvironment，low working oftraditional ledthe ofNew beingindependent energy,has developmentEnergy Vehicle．Themain dissertationistodealwiththe control purpose．of·this energy whichEV as under conditions．Onthe problem experiencesworkingcomplicated of basisthe of mathematical modes drivingsystemEV,the modeling，thecharging of batteriesanddifferentconditionsofEVare analyzed． Abi—directional DC／DCconverterisusedtodealwiththe co