《纯电动汽车驱动控制器设计》开题报告3300字

纯电动汽车驱动控制器设计开题报告一、选题依据和意义（一）选题依据新能源汽车按照动力能源可以分为:混合动力电动汽车（HEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）、纯电动汽车（BEV）。混合动力电动汽车采用的是电机和燃油内燃机共同驱动的方式，虽然运行效率比传统汽车高，但没有真正实现零排放，而且其成本价格较高、维护复杂等问题的存在，限制了混合动力电动汽车的普及;燃料电池电动汽车基本可以实现零排放，但其燃料电池的生命周期短，氢气燃料的制造、输送安全等问题都限制了该种电动汽车的产业化进程;纯电动汽车具有高的能量转换率和运行效率，不仅清洁无污染、低噪声，而且结构简单、易于维护，是未来近几十年内最具发展潜力的汽车之一。电机驱动控制技术作为电动汽车的核心和关键技术之一，是研制和发展电动汽车首要问题。因为汽车行驶过程中汽车可能需要频繁的启停、制动、加减速、爬坡等情况，在必须满足电动汽车良好的安全性、舒适性、操作性的情况下，对电机驱动控制器的调速范围、稳定可靠性、系统的实时响应速度等要求提出了很高的要求。同时需要保证电机驱动器尽可能高的转矩密度和良好的转矩控制能力并具有较高的可靠性和较宽的调速范围，高性能、高效率的电机驱动控制器对纯电动汽车的快速发展具有非常重要的意义，并且可以借助纯电动汽车的发展缩小与汽车工业强国的差距，同时可以带动相关产业的发展，实现弯道超速，因此电机驱动技术的研究具有非常重要的经济效益和社会效益。（二）选题意义电机驱动控制器，是电动汽车的核心零部件之一，具有快速响应、转矩输出稳定、结构简单、集成一体化等优点，系统好坏直接决定着电动汽车的性能。电动汽车在设计过程中不仅要符合规定的汽车动力性能标准:上坡能力、加速时间、最高车速，同时要保证电动汽车的稳定可靠运行。对于电机驱动控制器来说，三个汽车动力性能标准的关键技术就是如何有效地实现低速大转矩和高速弱磁功能，而且保证电动汽车的稳定可靠运行的前提是要设计尽可能全面的故障保护策略。因此，开发具有全面保护功能的电机驱动控制器有很重要的工程实践和指导意义。二、国内外研究状况（一）国内研究现状电动汽车在日、美、欧等国家和地区得到了大量的推广应用，世界电动汽车产业进入了加速发展的新阶段。美国政府发布了电动汽车发展战略和国家计划，把电动汽车作为国家战略的重要组成部分，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。日本把发展电动汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到2020年普及包括电动汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆，为完成这一目标，日本到2020年计划开发出至少17款纯电动汽车、38款混合动力车。德国政府在2008年11月提出未来10年普及100万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入电动汽车时代[1]。国外的汽车公司巨头，如美国通用、德国宝马、日本丰田等凭借其业界内良好的口碑均已通过合资的方式在国内发展新能源汽车，但大都以生产混合电动汽车为主。美国的新兴电动汽车公司特斯拉(Tesls)凭借其卓越的电机驱动控制技术以及成品车的优异性能已经占据了国外市场份额的至高点，并且市值已经超过了美国百年传统汽车巨头美国通用汽车公司，足以知晓世界各国对电动汽车的重视程度[2]。（二）国外研究现状国内电动汽车的研究起步较晚，而且初期研究开发的规模都比较小，投入也很少。“十五”期间，科技部组织召开了国家863计划电动汽车重大专项可行性论证会，会议通过了电动汽车专项可行性研究报告，这对中国汽车产业发展有重大战略意义。经过近几十年的发展，电动汽车在电池管理技术、驱动控制技术、整车控制技术上都有了很大的进步，很多企业也都研制出了自己的电动汽车，用于了政府、公交和私人等领域，不仅如此，电动汽车正在向小型化、家庭化、智能化的方向发展。如雷丁A30电动汽车、众泰知豆电动汽车、奇瑞QQ3EV电动汽车等，他们的设计理念大同小异，都是为城市“微行一族”打造，主要用于满足用户的短途移动出行需求，售价均在5万元左右[3]。同时，国定也制定了一系列政策，如对电动汽车购买者的优惠补贴政策，对燃油汽车车号的限制政策，还有大量的科研经费投入政策，这些都促进了电动汽车的发展与普及，电动汽车离我们的生活越来越近。在国家政策的大力扶持之下，以及我国相关企业、相关科研单位和科研人员的不懈努力之下，取得了可喜的成果，但与欧美、日本汽车工业强国还存在一定的差距。目前还存在诸多问题：政策统筹力度不够，地方保护主义严重；电动汽车的核心技术有待提高，产业链难以整合；基础设施建设缓慢，标准体系不完善；市场认可度低，企业缺乏热情，这些因素都严重制约了我国新能源汽车产业的健康发展[4-5]。我国已经成功开发出一系列新能源汽车并以投入使用，国内纯电动汽车以比亚迪公司的纯电动汽车技术最为先进，并已经占据了国内纯电动汽车市场的制高点，吉利公司紧随其后。研究内容及思路方法（不少于700字）（一）研究内容1.研究框架首先，本文根据永磁同步电机的特点以及电动汽车电机驱动控制器的性能要求，提出了一种基于STM32的电动汽车电机驱动控制器的总体结构方案。并结合各模块电路的特点以及工程实践经验将其分为主控单元、驱动单元以及功率逆变单元，并对明确了各单元电路的功能及基本结构。在电机运行方面，通过分析电机不同区域的运行状态，结合工程项目实际情况，采用了有效的电流分配和调节方案，实现了电机高速稳定运行的状态下转矩的最优输出。使用Matlab/Simulink仿真软件搭建了按转子磁场间接定向的感应电机矢量控制系统，对本课题电机控制系统进行仿真研究，为驱动控制系统的研制提供了理论依据。2.重难点内容及研究思路电机驱动技术是本毕业论文（设计）的重点内容，其涉及的内容既要永磁同步电机，同时又需要单片机控制。如何在利用单片机实现对电动机的控制是本文拟解决的关键问题。针对该问题，拟采实验法搭建电路来解决该问题。永磁同步电机本毕业论文（设计）的难点内容，在永磁同步电机实际运行过程中，励磁磁场与电枢磁势之间的电角度会随着负载的变化而变化，磁场间的相互作用力非常复杂，不能以控制直流电机的控制方式来控制永磁同步电机。在整个系统中位置环路的设计需要引起特别的关注。本文的调节器均采用PI调节器，控制器的输出与输入误差信号呈比例关系，同时为了减小稳态误差，需要引入积分项。这样可以提高系统的控制精度。（二）研究方法或技术路线（不少于200字）1.实验法电动汽车车用电机驱动控制器总体方案设计。本文根据永磁同步电机的特点以及电动汽车电机驱动控制器的性能要求，提出了一种基于STM32的电动汽车电机驱动控制器的总体结构方案。并结合各模块电路的特点以及工程实践经验将其分为主控单元、驱动单元以及功率逆变单元，并对明确了各单元电路的功能及基本结构。2.仿真法通过Simulink仿真软件搭建了基于SVPWM原理的间接磁场定向的双闭环感应电机矢量控制系统，并进行了实验系统仿真。四、预期结果（不少于100字）首先，本文根据永磁同步电机的特点以及电动汽车电机驱动控制器的性能要求，提出了一种基于STM32的电动汽车电机驱动控制器的总体结构方案。并结合各模块电路的特点以及工程实践经验将其分为主控单元、驱动单元以及功率逆变单元，并对明确了各单元电路的功能及基本结构。预期得到的具体结果如下：1.一篇符合要求的论文。2.汽车驱动控制器电路五、进度计划结合本人实际撰写情况，分时间段进行阐述，请务必和任务书的时间保持一致，不要出现任务书时间、内容与本文进度计划不匹配情况。请根据学院论文具体工作要求，和选题内容，补充或调整下方各阶段需要完成的内容。切忌只保留下方原始模板内容，视为不合格。2022.10.18-2022.11.20，确定选题、下达任务书2022.11.21-2022.12.16，完成开题报告撰写及开题答辩2022.12.12-2023.02.26，收集和分析资料，完成课题调研或项目2023.02.27-2023.03.12，中期检查2023.03.26前，完成论文初稿2023.04.16前，完成论文定稿与查重，审定答辩资格2023.05.12前，毕业答辩、完成整改六、参考文献[1]MaxAhman.GovernmentpolicyandthedevelopmentofelectricvehiclesinJapan[J].EnergyPolicy,2006(34):433-443.[2]ZhangL,ChuJ,ZouB.Studyofautomobileelectriccontrolledsystemfaultdiagnosisbasedonclassificationpatternrecognition[J].Proc