基于损耗模型的电动汽车电驱动系统能量优化控制方法分析讲解.docVIP

中国科技论文在线   基于损耗模型的电动汽车电驱动系统能量 优化控制方法# 李珂* 5 10 15 20 25 30 35 （山东大学控制科学与工程学院，山东济南 250061） 摘要：针对电动汽车感应电动机变频驱动系统存在的轻载低效问题，研究了其能量优化控制 方法。首先根据交流电机理论，给出了同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电动机等效电路， 然后在分析电动机损耗的基础上，给出了一种基于损耗模型的感应电动机变频驱动系统能量 优化控制方法。实验结果表明，该感应电动机能量优化控制方法节能效果明显，且具有结构 简单、寻优速度快，转矩和磁链波动小等优点，为电动汽车驱动系统的高效运行提供了有效 途径。 关键词：电动汽车；感应电机；效率；损耗模型 中图分类号：TM346 Loss Model Based Energy Optimization Control Method for EV Electric Drive System LI Ke (School of control science and engineering, Shandong University, Jinan Shandong 250061) Abstract: The energy optimization control method of electric vehicle drove by induction motor(IM) was studied for the motor’s notorious poor efficiency under light load. In this paper, a structure diagram of the induction motor in an arbitrary synchronously rotating frame of reference according to motor theory including iron loss is proposed at first, then the losses of induction motor in operation is discussed and an Energy Optimization Control Method of IM driving system based on loss model is proposed. Experimental results show that the proposed control strategy improves the motor efficiency markedly and has simple structure, fast optimization speed, small torque and flux fluctuation. Provide a sound solution for the electric vehicle propulsion system Key words: electric vehicle; induction motor; efficiency；loss model 0 引言 现代电动汽车融合了电力电子、机械、控制、材料、化工等诸多方面高新技术，对 能源安全和环保有重要意义，是 21 世纪极具市场潜力的“绿色”产业[1][2]。续驶里程不 足仍然是制约电动汽车商业化发展的主要瓶颈[3]，为了解决这个问题，一方面必须开发能量 密度高的电池；另一方面，必须极大限度地提高驱动系统的效率，有效地利用有限的能量。 作为能量存储系统与车轮之间的纽带，电驱动系统是电动汽车的心脏，它由电动机、功率变 换器和电子控制器等组成，决定了整车性能的优劣。目前已生产的电动汽车中使用的电机有： 直流电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机及感应电动机等。感应电动机以其体积小、 重量轻、成本低、坚固耐用免维护等优点，在电动汽车传动系统中得到了广泛的应用。采 用感应电动机的电动汽车电驱动系统广泛应用磁场定向矢量控制的控制策略。标准的矢量控 制方法，在基速下保持电机的磁通水平恒定，然而在轻载时，系统运行在额定磁通会引起过 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（200804220047，200804221053） 作者简介：李珂（1979-），男，副教授，主要研究方向：电动汽车、风力发电、工程优化控制等. E-mail: like@ -1- 中国科技论文在线   40 45 50 55 60 65  度的铁心损耗，电机效率降低，影响电驱动系统的综合效率，也就是说性能卓越的矢量控制 变频驱动系统在效率方面并不是最优的。电动汽车常常会运行于轻载情况下，应采取效率优 化措施，提高驱