论文总字数：24304字

摘 要

本课题关对于电动汽车驱动系统试验台控制系统的研究，综合考虑了电动汽车驱动系统各个组成部分的性能和特点，结合实际要求，设计出满足当下主流电动汽车驱动系统的试验台，能够模拟汽车多钟工况下的运行测试。

本论文说明当下电动汽车发展概况，分析汽车动力性的测试参数要求以及电机的选用和电池的选用。

本论文主要分析电动汽车驱动系统试验台的各个模块，包括供电电源模块，驱动电机及其控制器模块，负载模拟模块，通信模块，对每个模块进行了详细分析，动力电源采用普通的铅酸蓄电池，负载部分采两种电机，一是道路阻力模拟采用电涡流测功机，二是机械惯量模拟采用永磁直流电动机，驱动电机采用三相交流异步电机，传感器采用YB1-50型转矩转速传感器、NC-4应变型扭矩测量仪等。试验台采用对拖型试验平台。

本论文利用MATLAB中simulink模块对部分硬件设备进行仿真模拟，同时选用CAN总线为自己的通讯方式。

关键词： 电动汽车 驱动系统试验台 永磁直流电动机 CAN总线

Control system design of electric vehicle driving system test bed

Abstract

This topic is about the research of the control system for the test bench of the electric vehicle drive system.Combined with the actual requirements, it designs a test stand that meets the current mainstream electric vehicle drive system and can simulate multiple cars. It can operate many condition tests.

This paper describes the current development of electric vehicles, analyzes the test parameters of automotive power and motor selection and battery selection.

This thesis mainly analyzes each module of the electric vehicle driving system test bench, including the power supply module, the driving motor and the controller module, the load simulation module and the communication module. Each module is analyzed in detail. The power supply adopts common lead acid. Battery, load part adopts two kinds of motors, one is eddy current dynamometer for road resistance simulation, the other is that permanent magnet DC motor is used for mechanical inertia simulation, three-phase AC asynchronous motor is used for drive motor, and sensor adopts YB1-50 type torque speed Sensors, NC-4 strain type torque measuring instruments, etc. The test bench uses a drag-type test platform.

In this thesis, the simulink module in MATLAB was used to simulate some hardware devices. At the same time, the CAN bus was chosen as its own communication method.

Key words: electric vehicle；drive system test rig；permanent magnet DC motor； CAN bus

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1电动汽车简介 1

1.2电动汽车发展史 1

1.2.1国外电动汽车发展史 1

1.2.2国内电动汽车发展史 2

1.3电动汽车驱动系统试验台研究现状 3

1.4电动汽车用电机试验方法 4

1.5本课题主要研究内容 6

第二章 电动汽车驱动系统试验台各部分组成 7

2.1试验台总体布局 7

2.2电动汽车用电机 10

2.2.1直流电动机 10

2.2.2交流电动机 10

2.2.3开关磁阻电动机 11

2.2.4永磁电动机 11

2.3电动汽车蓄电池 12

2.4电动汽车动力学模型 15

2.4.1汽车驱动力 15

2.4.2汽车行驶阻力 16

2.4.3汽车驱动系统参数 19

2.3.4汽车驱动系统动力学模型 20

2.5负载模拟模块 21

2.5.1道路阻力模拟 22

2.5.2机械惯量模拟 23

2.6传感器的选用 25

第三章 电动汽车驱动系统试验台硬件与软件设计 26

3.1电源管理模块 26

3.2传感器测量模块 28

3.3负载模拟模块 29

3.4通信模块 31

第四章 电动汽车驱动系统试验台控制算法模拟 33

4.1控制算法A的研究 33

4.1.1以车轮为研究对象 33

4.1.2以试验平台为研究对象 35

4.2控制算法B的研究 36

第五章 总结展望 38

参考文献 39

致 谢 40

第一章 引言

1.1电动汽车简介

传统汽车以内燃机为动力源，而电动汽车以车载电源为动力源，蓄电池给电动机充电，电动机驱动车轮行驶^[1]。

1.2电动汽车发展史

1.2.1国外电动汽车发展史

目前知道的首个电动轿车是由一荷兰人在1835年制造的，第一辆电动汽车由美国人在19世纪制造出来，随后相继制造出两座的电动汽车，由于当时电池技术不行即没有可充电的蓄电池，电动汽车没有受到重视，即没有可行性，直到后来电池技术的发展，电动汽车才开始实用起来。

二战后，工业发展迅猛，经济高速发展，但随之也带来了很多问题，环境破坏日益严重，资源紧缺，尤其是1970年的石油危机，导致油价暴涨，人们开始着重发展新能源汽车，其中最主要的就是电动汽车。美国一公司推出CitiCar车型，最高时速可达71km/h,续航能力69km。但这一时代，虽然电动汽车受到重视，由于电池技术的问题，当时人们所制造的电动汽车都是采用铅酸电池，其续航和最高时速这些动力性指标无法和内燃机汽车相提并论，所以当时内燃机汽车依然是主流。

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