摘 要

纯电动汽车是最近几年非常火热的研究领域，它是以蓄电池为动力源的汽车，不像燃油车一样燃烧汽油驱动，而是用电能行驶。这不仅能够保护环境，而且对我国的能源安全具有重大意义，所以很多汽车公司都投入了大量的人力，物力来研究纯电动汽车，从而在纯电动汽车这个新兴领域占领技术制高点。

本文的研究内容是阐述纯电动汽车的结构工作原理，驱动系统布置形式以及关键技术，介绍电动汽车对电动机的要求，类型，控制策略以及未来的发展趋势，了解CAN总线结构原理，性能特点以及它在电动汽车驱动控制系统中的应用，并且以永磁同步电动机为主体，阐明它的结构原理，然后对它的驱动器，控制器进行硬件系统设计，接着用Altium Designer软件画出相关控制驱动电路图，最后并对硬件系统进行经济性分析，从而完成动力总成系统设计。

关键词：电动汽车 电动机 控制策略 驱动系统

Design of Power Assembly System for Pure Electric Vehicle

Abstract

Pure electric vehicle (EV) is a very hot research field in recent years. It is a battery-powered vehicle. It does not burn gasoline like a fuel vehicle, but uses electricity to drive. This is not only able to protect the environment, but also very important to China's energy security. So many automobile companies have invested a lot of manpower and material resources to study pure electric vehicles, so as to occupy the technological commanding heights in the emerging field of pure electric vehicles.

This paper describes the structure, working principle, driving system layout and key technologies of pure electric vehicles, introduces the requirements, types, control strategies and future development trend of electric vehicles for motors, understands the CAN structure principle, performance characteristics and its application in the drive control system of electric vehicles, and takes permanent magnet synchronous motor as the main body. This paper expounds its structure and principle, then designs the hardware system of its driver and controller, draws the relevant control driving circuit diagram with Altium Designer software, and finally makes economic analysis of the hardware system, so as to complete the design of the power assembly system.

Key Words: Electric vehicle; Motor; Control strategy; Driving system

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 电动汽车研究背景 1

1.2 国内外纯电动汽车的研发现状 2

1.3 论文研究的目的和意义 3

1.4 本文研究的主要内容 3

第二章 纯电动汽车概述 4

2.1 纯电动汽车定义及类型 4

2.2 纯电动汽车基本结构 4

2.2.1 纯电动汽车各部件的功用 5

2.3 纯电动汽车工作原理 5

2.4 纯电动汽车驱动系统布置形式 6

2.5 纯电动汽车关键技术 8

第三章 纯电动汽车动力总成 9

3.1 动力总成概述 9

3.2 电动机类型及特点 9

3.3 电动汽车对电动机的要求 10

3.4 电机驱动系统的控制策略 11

3.5 电机驱动系统的发展趋势 12

第四章 CAN总线概述 13

4.1 基本概念 13

4.2 总体结构 13

4.3 工作原理 14

4.4 性能特点 14

4.5 CAN总线在电动汽车上的应用 15

第五章 永磁同步电动机控制系统硬件实现 16

5.1 永磁同步电动机概述 16

5.1.1 结构组成 16

5.1.2 工作原理 16

5.2 硬件总体设计 20

5.3 控制器电路设计 20

5.3.1 数字信号处理器TMS320F28335及其外部电路 20

5.3.2 脉宽调制信号输出电路 22

5.3.3 位置传感器采集及其信号转换电路 22

5.3.4 电流电压采样检测电路 24

5.3.5 安全保护电路 25

5.4 驱动器设计 25

5.4.1 主电路设计 25

5.4.2 IGBT驱动及保护 28

5.4.3 直流-直流变流电源设计 29

5.5 硬件系统设计经济分析 31

第六章 总结与展望 33

6.1 全文总结 33

6.2 研究展望 33

参考文献 35

致谢 37

绪论

电动汽车研究背景

最近几年由于石油逐渐枯竭，导致全球能源危机不断加深，过量排放二氧化碳导致全球变暖，海平面上升以及臭氧层破坏。种种迹象表明过多的燃油车会对人类的环境产生巨大的影响，所以找到一个燃油车的替代品迫在眉睫，那么电动汽车应运而生。电动汽车具有低排放，低污染以及低消耗的特性，导致世界各国都大力发展电动汽车，把发展电动车作为一个支柱产业。

我国作为一个原油进口大国，对外来倚重的比例过大，表1-1可以反应出中国的原油进口变化。

表1-1 近10年来中国石油进口数（单位：亿吨）

可以清晰地看出，中国对外石油进口数量逐年增长，为了保护国家能源安全，应该大力提倡发展新能源汽车，这同时也是为了保护环境。

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