论文部分内容阅读
电动汽车动力总成是电动汽车最重要组成部分,同时也是电动汽车与传统汽车的核心区别之一。电动汽车驱动电机的高转速与低转速高扭矩及扭矩瞬时变化快的特性,使得电动汽车动力源激励载荷发生了根本性变化,从而导致电动汽车路面负载特征也发生了相应的变化。无论是电动汽车动力总成开发试验验证还是台架匹配标定,均需要对路面动态负载进行准确的模拟。目前,由于电动汽车动力总成负载模拟技术和方法的欠缺,基本都还是采用传统汽车动力总成模拟试验设备和模拟方法来进行简单的负载模拟试验,试验效率和负载模拟的准确性都还有待提高,尚不能满足动力总成开发过程中的负载模拟需求。因此,本文通过设计电动汽车动力总成负载动态模拟试验系统,建立负载动态模拟试验系统一体化模型,对其动态特性和负载模拟控制方法进行深入研究,从而建立电动汽车动力总成路面负载比较准确的模拟方法,为实现电动汽车动力总成负载模拟提供切实可行的研究思路。首先,在搜集国内外相关文献资料基础之上,采集电动汽车试验场载荷谱数据分析了电动汽车动力总成实际行驶路面负载特征,研究了电动汽车动力总成控制原理及路面负载模拟原理,基于高动态负载模拟电机设计了电动汽车动力总成路面负载模拟系统方案,并对关键零部件进行了设计计算和选型。其次,基于某电动汽车动力总成,建立了其驱动电机数学模型,研究了电动汽车电机矢量控制算法,建立了其控制系统SIMULINK模型,结合减速器模型进一步建立了动力总成仿真模型。同时,还建立了负载模拟电机数学模型以及负载模拟电机控制系统SIMULINK模型,研究了直接转矩控制算法。结合动力总成模型和负载模拟电机模型,建立了整体路面负载模拟系统模型,对整个负载模拟系统的响应特性进行了分析,验证了设计的道路负载模拟系统的可行性。再次,搭建了电动汽车动力总成道路负载模拟硬件系统。结合高速ADS通讯技术,基于C#与TWINCAT 2.0软件平台设计了负载模拟控制系统上下位机软件控制构架,编制了动力总成控制模块、负载模拟电机控制模块、数据采集模块和通讯模块等界面和代码,开发了一套完整的电动汽车动力总成道路负载模拟系统。最后,结合实际搭建的电动汽车动力总成道路负载模拟试验系统,对负载模拟方法控制软件进行联合编程调试。在此基础上,通过三种试验手段对道路负载进行了稳态和动态加载试验验证。结果表明,所研制的负载模拟系统能够高精度模拟电动汽车动力总成负载。