電動汽車電驅動系統(tǒng)建模仿真及硬件在環(huán)測試.pdf

1、隨著不可再生能源的增速消耗和地球環(huán)境污染的日趨嚴重，政府部門和相關研究者對交通工具的關注由傳統(tǒng)的內燃機車輛逐漸轉移到新能源車輛上?；谛铍姵毓╇姷碾妱悠囈蚱涔ぷ髂苄Ц摺⒐┠苕溛廴拘?、技術相對成熟并且易于產業(yè)化的優(yōu)勢，受到人們的青睞。
　　電動汽車的核心部分為電驅動系統(tǒng)，主要包括驅動電機及其控制系統(tǒng)、動力電機及其管理系統(tǒng)。電驅動系統(tǒng)的設計、開發(fā)和測試是保障電動汽車性能的關鍵工作。為了更方便的研究電驅動系統(tǒng)，研究者在設計早期通常采用

2、仿真建模技術將實物建立成為虛擬模型加以研究。針對汽車電子控制系統(tǒng)(Electronic Control Unit，ECU)，采用硬件在環(huán)（Hardware-in-the-Loop，HIL）測試，可以在臺架測試和實車測試之前，及早發(fā)現(xiàn)ECU的設計問題并降低研發(fā)成本。
　　本文結合實際項目需要，重點圍繞電動汽車電驅動系統(tǒng)的設計選型、建模仿真、HIL仿真平臺的搭建及電機控制器的HIL測試開展工作。主要研究內容包括：
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3、車電驅動系統(tǒng)類型進行分析，確定電驅動系統(tǒng)布置方式。根據(jù)電動汽車的整車參數(shù)和能性指標，進行電驅動系統(tǒng)的參數(shù)匹配設計。對驅動電機和動力電池系統(tǒng)進行產品選型和特性試驗，為電驅動系統(tǒng)仿真建模獲取參數(shù)和指標。
　　②分析驅動電機基于坐標系變換的的數(shù)學模型。介紹永磁同步電機（PMSM）矢量控制原理及電動汽車用 PMSM驅動電機矢量控制方法。列舉并說明電池的幾種建模方法?；诘刃щ娐纺Ｐ偷姆椒?，提出一種方便設置仿真參數(shù)的鋰離子電池模型。

4、　?、劾肕ATLAB/Simulink軟件，構建電動汽車整車的仿真模型。重點介紹車輛動力學模型、駕駛員系統(tǒng)模型、永磁同步電機模型、動力電池模型在軟件中的建模方法。針對電動汽車的動力性能進行仿真驗證。對 NEDC循環(huán)工況下的實際車速與目標車速、油門/剎車踏板開度、驅動電機實際扭矩與目標扭矩、驅動電機實際功率以及動力電池SO C的變化規(guī)律進行仿真分析。仿真結果說明了驅動電機與動力電池設計選型的正確性以及建模方法的合理性，證明了建立的整車仿

5、真模型的響應是良好的。整車離線仿真模型可以用做HIL仿真測試的基礎模型。
　?、芙榻BHIL仿真測試基本原理，提出基于Simulink Real-Time實時環(huán)境的宿主機和目標機的“雙機”實時仿真方法。描述了Simulink Real-Time實時環(huán)境的搭建步驟，包括宿主機和目標機的軟硬件配置、目標機啟動盤的制作、“雙機”通訊方法和通訊測試。以電機控制器的測試信號為依據(jù)，進行數(shù)據(jù)采集板卡和C AN通信卡的選型。介紹Simulink中

6、S-function的編寫方式，并以Simulink Real-Time環(huán)境下編寫PCI-1716板卡DI驅動為例，給出完整驅動程序的編寫步驟和驅動模塊的封裝方法。設計HIL測試系統(tǒng)底層硬件架構，闡述HIL測試系統(tǒng)工作方式和信號傳輸路徑。
　　⑤根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)控的需求，設計 HIL測試系統(tǒng)上位機界面。以設計的電機控制器系統(tǒng)功能為依據(jù)，編寫 HIL測試用例，并通過測試用例對電機控制器進行系統(tǒng)級別的功能測試。主要測試項為：電動汽車加速時電