摘 要

本课题所研究的对象是电动汽车最核心的部分——电动汽车动力驱动与控制系统，当然这也算是一辆电动汽车区别于传统汽车的关键特征。本课题从整个系统的载体驱动电动机和控制器出发，根据所设定的车型参数对驱动电机做了初步选择，从而进一步对所选电机进行参数匹配，最后根据所选定的开关磁阻电机进行设计控制系统。从大的方面来说本课题分为两个部分，分别是电动汽车的驱动系统和控制系统，驱动系统部分主要包括开关磁阻电动机和控制器这两部分。驱动系统是通过控制器控制电动机进行动力输出和保证输出信号的准确性和快速性；而控制部分主要是针对驾驶员对汽车的控制，也就是说驾驶员通过自己的意图以及对周围环境的判断对汽车发出控制指令，从而完成对汽车的控制。在这一部分，涉及到驾驶员对汽车的准确控制以及整个系统对外界环境的抗干扰能力，尤其是环境对系统的影响方面本课题用轮胎在地面的滚动阻力系数的变化来加以探究和说明。当然，在汽车行驶过程中，对汽车控制的影响来自于很多方面，这种情况在很多时候都是不可控的，这都需要驾驶员根据实际情况人工操作。当然随着计算机以及人工智能技术的不断发展，车载计算机也可以通过对数据库的查询和分析，做出与驾驶员甚至比驾驶员更合理的操作。

关键词：电动汽车；开关磁阻电机；驱动系统；模糊控制；闭环控制

Design of electric vehicle drive and control system

Abstract

In this project is the study of the core part of the electric car - electric vehicle drive and control system, of course, it would be the key feature of the electric car is different from conventional cars. This paper from the support of the entire system of the drive motor and controller departure, according to the set parameters for the drive motor vehicle made a preliminary selection to further selected motor parameter matching, and finally according to the selected switched reluctance motor control system design. From the big side, this paper is divided into two parts, namely, drive systems and control systems for electric vehicle drive system comprises a main part of a switched reluctance motor controller and two parts. Drive system is controlled by the controller accuracy and speed of motor power output and ensure that the output signal; and the control part is for the driver to control the car, which means that the driver's intention and by his own judgment on the surrounding environment issue control instructions to the car to complete control of the car. In this section relates to the precise control of the car driver and the entire system to the external environment of anti-interference ability, especially the impact of the environment on the system of the subject to be explored and illustrated by the tire rolling resistance variation coefficient in the ground. Of course, in the process of moving car, the impact on vehicle control comes from many aspects, the situation in many cases are not controllable, which require the driver's manual operation. Of course, with the development of computer technology and artificial intelligence, on-board computer can also be a database query and analysis, and the driver to make the operation even more reasonable than the driver.

Keywords: Electric cars; Switched Reluctance Motor; Drive system；Fuzzy control；closed-loop control

目 录

摘 要....................................................Ⅰ

Abstract...........................................................Ⅱ

第一章 绪论.......................................................1

1.1 电动汽车的研究背景与意义 ............................... ....1

1.2.电动汽车的发展现状......................................... .2

1.2.1 电动汽车在国外的发展现状...............................2

1.2.2 电动汽车在国内的发展现状...............................2

1.3 电动汽车各系统组成的整体介绍................................ 2

第二章 电动汽车的动力驱动系统..................................5

2.1 电动汽车常见的驱动方式.................................. ....5

2.1.1 混合动力驱动方式 ......................................5

2.1.2 燃料电池供电驱动方式...................................6

2.1.3 纯电动驱动方式.........................................6

2.2 电动汽车驱动形式布置................................... .....7

2.3 电动汽车常用的电动机................................... .....8

2.3.1 直流电动机............................................ 8

2.3.2 交流电动机.............................................8

2.3.3 永磁直流无刷电动机.....................................9

2.3.4 开关磁阻电动机........................................11

2.4 电动汽车驱动电机的选择................................ ....13

第三章 基于开关磁阻电动机的控制系统.................... .....19

3.1 电动机调速系统的性能与指标........................ .........19

3.2 开关磁阻电机的基本结构和运行原理................... ........21

3.2.1电机结构..................................... .........21

3.2.2运行原理...................................... ........22

3.2.3电机的基本方程................................ ........22

3.2.4开关磁阻电机调速系统的基本控制方法................ ....24

3.3 基于所选电动机的开关磁阻电机调速控制系统...................28

第四章 电动汽车驱动控制系统控制策略及算法...................32

4.1. 电动汽车驱动控制策略模型......................... ........32

4.1.1 驾驶员对汽车速度的控制................................32

4.1.2 环境的变化对车速的影响................................34

4.1.3 电动汽车驱动闭环控制..................................35

4.2 基于模糊控制的控制策略............................ ....... 35

4.2.1 精确量的模糊化和反模糊化过程..........................36

4.2.2 模糊规则的建立........................................37

第五章 结论与展望 ..............................................39

致谢................................................. .............42

1. 绪论

1.1电动汽车的研究背景与意义

本课题所研究的电动汽车和一般的电动车比如电动摩托车不是同一个概念。这里所研究的电动汽车要具备这样几个条件：首先它要以车载电池作为动力来使汽车行走；其次它要符合国家规定的各项标准和交通法规；最后，最重要的一点是它必须要以电动机作为动力源^[1]。从外表上看，电动汽车和我们常见的内燃机汽车没有太多的区别，但是从本质上来说它们的动力源是完全不同的；从历史方面来说，其实电动汽车出现得特别早，甚至比传统的汽车还要早很多，但是随着历史的发展，电动汽车和内燃机交通工具相比较，显示不出优势；在技术方面，内燃机汽车得到了迅速发展，内燃机相关的技术也变得成熟，而电动汽车电池和控制方面一直没有得到大的突破；在成本方面，内燃机汽车因为技术的发展和工艺的改进，成本很低，而电动车则受到电池等关键部位的影响，成本一直降不下去。所以在过去的很长时间里电动汽车被取代了。内燃机汽车给各国的经济以及各方面带来了很大的发展，但是同时也带来了许许多多的麻烦^[2]。比如，在能源方面，因为化石能源的消耗，能源已经渐渐出现了危机；在环境方面，因为汽车对化石燃料消耗巨大，排放的污染物相当惊人。有材料显示：在全世界环境污染组成中燃油汽车的排放造成的污染物占到了百分之四十左右，而噪声方面，却达到了城市噪声污染的百分之八十左右，这是相当惊人的。所以现在的境况是世界化石资源储存量一直在减少，而且全世界污染却在加剧。解决这些问题是全人类面临的难题，汽车行业首当其冲。

因此，由于上面提到的许许多多世界性问题，电动汽车在上个世纪中期开始又逐渐受到了人们的关注，而且得到了各国政府的重视和大力支持。因此不管是从技术方面还是从基础设施方面都得到了很大的发展。电动汽车逐渐发展成为一种比较高效和节能的交通工具。但是逐渐严峻的环境问题和能源问题也给电动汽车的发展提出了更加严格的要求，因此电动汽车的发展将会是一个长久的话题和各个国家竞相研究和攻关的主题。

1.2 电动汽车的发展现状

电动汽车就是通过汽车自带的电池提供电能，然后用电动机转化成汽车扭矩

和速度的一种汽车。在电动汽车里面可以是全部为电动机提供动能或者是部分提供都可以，这些汽车都可以归类为电动汽车^[3]。我们知道，世界上的第一辆可以实用的电动汽车是由英国人发明的，经过一百多年以后的今天，化石能源的短缺和与日俱增的环境污染，使得电动汽车再一次走上了历史的舞台，得到了空前的发展。

电动汽车凭借在节能和环保方面的明显优势，并能减轻或最终摆脱人类对化石能源的依赖，电动汽车的发展成了各个国家和地区的一种共识，使得各个国家和政府不惜人力物力，从资金投入、政策出台等方面大力鼓励和发展电动汽车，这使得电动汽车的发展在最近几年有了质的飞跃^[4]。

1.2.1 电动汽车在国外的发展现状

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