混合动力汽车用电机驱动系统(附件)
为了节省能源以及改善环境，这就要求各国高度重视混合动力汽车及新能源汽车的发展。混合动力电动汽车(HEV)凭借其高效、节能、低污染的优势出现在人们的视野中，在传统汽车向纯电动汽车的过度中扮演了重要角色，在降低污染和提高功效等方面有很大的发展空间。 本文主要研究混合动力汽车的电机驱动系统，最终选择用无刷直流电机。接着以混合动力汽车用电机为研究对象，对混合动力汽车用电机驱动系统展开研究与分析并提出提出电机驱动系统的设计方案。借助Protel软件完成对无刷直流电机控制驱动电路的原理图设计与测试。关键词 混合动力汽车，无刷直流电机，驱动电路
目录
1 绪论 1
1.1 本课题研究的背景及意义 1
1.2 混合动力电动汽车的国内外的研究概况 1
1.3 混合动力电动汽车用电机驱动系统的发展现状 2
2 混合动力汽车的分类和特点 2
2.1 什么是混合动力汽车 2
2.2 混合动力汽车的分类 3
3 电机驱动系统的要求 3
3.1 电机驱动系统的工作条件 3
3.2 电机的基本结构 4
3.3 无刷直流电机的基本工作原理 6
4 电机的硬件设计 6
4.1 电源部分 7
4.2 控制驱动电路 8
4.3 硬件系统详细设计 10
4.4 DC/DC变换 14
4.5 控制部分电路 18
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 本课题研究的背景及意义
混合动力汽车（HEV)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。通过在汽车上装备电机，与发动机联合使用，可以让整车面对不同的工况进行更加自由灵活的操控，从而使发送机一直在最佳的工作范围内进行工作。
混合动力汽车采用能满足汽车行驶需要的小功率发动机，配合发电机及其其他辅助装置来提供动力。这样提高了总体效率，又不让它的性能降低。在驾驶平常汽车时，我们制动汽车时会让一些用来给汽车提供动力的能量被作为热能散发掉。而混合动力车却能将这些 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
能量充分利用起来，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想高速行驶时，汽油发动机与电动机联合起来工作，可以达到汽油发动机的性能，在低速行驶时，只需要电动机或汽油机产生动力。
随着科技的发展，混合动力汽车将会运用的越来越多，本文主要对混合动力汽车用电机驱动系统进行设计，通过设计和实验，完成既定的目标。
1.2 混合动力电动汽车的国内外的研究概况
目前，我们面临着巨大的能源危机和环境问题，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户，改革迫在眉睫。所以各国对新能源汽车的发展已经达成了共识，从长期来看，新能源汽车的主要技术方向将放在纯电动、燃料电池技术在内的纯电动驱动上，在短期内，油电混合、插电式等混合动力汽车将是重要的过渡路线。但是目前来看，新能源汽车面临着许多问题，例如关键技术的难点，新能源的获取，基础设施的建设以及消费者的观念。
现在美国，日本，德国等国家开始大力发展新能源汽车，已处于领先地位，而我国起步晚比较晚。
美国侧重于减少对石油的依赖，将发展新能源汽车写进法律。
日本根据自身国情必须高度重视技术创新。近期，日本又将目标转移到低碳技术，并且计划在全国普及电动汽车。目前，日本混合动力汽车全球销量第一并且在纯电动和燃料电池的研究开发方面也是走的最快的。
我国近年也开始大力发展混合动力汽车。但由于起步比较晚，所研发出来的混合动力汽车动力小，结构也比较单一，缺乏协调性，和美国日本相比有着不小的差距。但是随着科研人员的不断研究，一汽、比亚迪、奇瑞、长安等在电动领域都取得了巨大的进步，像最新的比亚迪的宋可以实现纯电续航70KM，动力可以达到205马力[1]。
1.3 混合动力电动汽车用电机驱动系统的发展现状
电机驱动系统是新能源车的主要核心部件之一，也是车辆行驶中的主要执行结构。其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。目前电机的分类主要有直流电动机、感应电动机、永磁同步电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电动机等几种。
国内外电动汽车电机的使用情况：近几年日本根据自身市场需求以及成本预算等方面考虑将采用永磁同步电机为主流；而欧美开发的新型混合汽车多采用交流交流感应电机，价格比较低，性能可靠，但是起动转矩小。
国内驱动电机现状：由于国内市场处于起步阶段，这一行业总体规模不大，但门槛不低。我国车用电机在全球资源条件下具有明显的比较优势，较易进人全球分工体系，如果引导得力，我国驱动电机完全可以发展成具有中国特色道路的优势产业。我国存在驱动电机产业化优势,我国是电机制造及应用大国，有较好的工业基础[2]。但对电动汽车用电机，起步时间不长，尚需要从汽车应用的角度入手，整车厂与电机厂共同携手研究制造出满足汽车专用电机。
2 混合动力汽车的分类和特点
2.1 混合动力汽车
混合动力汽车（HEV)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。通过在汽车上装备电机，与发动机联合使用，可以让整车面对不同的工况进行更加自由灵活的操控，从而使发送机一直在最佳的工作范围内进行工作。
混合动力汽车结构主要有发动机，发电机，蓄电池，电动机，控制装置。整体结构图如图21所示。混合动力电动汽车驱动系统，指的是所有的用于传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称，由车载能量源、原动机和传动系统三部分混合动力电动汽车驱动系统，指的是所有的用于传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称，由车载能量源、原动机和传动系统三部分组成。电机驱动控制系统被称为混合动力电动汽车的心脏，它的任务是在驾驶员的控制下，能够将蓄电池的能量高效率的转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。电机驱动控制器是电机驱动控制的核心，主要功能是采集与电机运行相关的输入信号，然后采用合理的算法来处理这些信号,各种对电机操作的指令都是通过电机控制器来实现的[3]。
目录
1 绪论 1
1.1 本课题研究的背景及意义 1
1.2 混合动力电动汽车的国内外的研究概况 1
1.3 混合动力电动汽车用电机驱动系统的发展现状 2
2 混合动力汽车的分类和特点 2
2.1 什么是混合动力汽车 2
2.2 混合动力汽车的分类 3
3 电机驱动系统的要求 3
3.1 电机驱动系统的工作条件 3
3.2 电机的基本结构 4
3.3 无刷直流电机的基本工作原理 6
4 电机的硬件设计 6
4.1 电源部分 7
4.2 控制驱动电路 8
4.3 硬件系统详细设计 10
4.4 DC/DC变换 14
4.5 控制部分电路 18
结论 22
致谢 23
参考文献 24
1 绪论
1.1 本课题研究的背景及意义
混合动力汽车（HEV)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。通过在汽车上装备电机，与发动机联合使用，可以让整车面对不同的工况进行更加自由灵活的操控，从而使发送机一直在最佳的工作范围内进行工作。
混合动力汽车采用能满足汽车行驶需要的小功率发动机，配合发电机及其其他辅助装置来提供动力。这样提高了总体效率，又不让它的性能降低。在驾驶平常汽车时，我们制动汽车时会让一些用来给汽车提供动力的能量被作为热能散发掉。而混合动力车却能将这些 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
能量充分利用起来，并将其暂时贮存起来供加速时再用。当司机想高速行驶时，汽油发动机与电动机联合起来工作，可以达到汽油发动机的性能，在低速行驶时，只需要电动机或汽油机产生动力。
随着科技的发展，混合动力汽车将会运用的越来越多，本文主要对混合动力汽车用电机驱动系统进行设计，通过设计和实验，完成既定的目标。
1.2 混合动力电动汽车的国内外的研究概况
目前，我们面临着巨大的能源危机和环境问题，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户，改革迫在眉睫。所以各国对新能源汽车的发展已经达成了共识，从长期来看，新能源汽车的主要技术方向将放在纯电动、燃料电池技术在内的纯电动驱动上，在短期内，油电混合、插电式等混合动力汽车将是重要的过渡路线。但是目前来看，新能源汽车面临着许多问题，例如关键技术的难点，新能源的获取，基础设施的建设以及消费者的观念。
现在美国，日本，德国等国家开始大力发展新能源汽车，已处于领先地位，而我国起步晚比较晚。
美国侧重于减少对石油的依赖，将发展新能源汽车写进法律。
日本根据自身国情必须高度重视技术创新。近期，日本又将目标转移到低碳技术，并且计划在全国普及电动汽车。目前，日本混合动力汽车全球销量第一并且在纯电动和燃料电池的研究开发方面也是走的最快的。
我国近年也开始大力发展混合动力汽车。但由于起步比较晚，所研发出来的混合动力汽车动力小，结构也比较单一，缺乏协调性，和美国日本相比有着不小的差距。但是随着科研人员的不断研究，一汽、比亚迪、奇瑞、长安等在电动领域都取得了巨大的进步，像最新的比亚迪的宋可以实现纯电续航70KM，动力可以达到205马力[1]。
1.3 混合动力电动汽车用电机驱动系统的发展现状
电机驱动系统是新能源车的主要核心部件之一，也是车辆行驶中的主要执行结构。其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。目前电机的分类主要有直流电动机、感应电动机、永磁同步电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电动机等几种。
国内外电动汽车电机的使用情况：近几年日本根据自身市场需求以及成本预算等方面考虑将采用永磁同步电机为主流；而欧美开发的新型混合汽车多采用交流交流感应电机，价格比较低，性能可靠，但是起动转矩小。
国内驱动电机现状：由于国内市场处于起步阶段，这一行业总体规模不大，但门槛不低。我国车用电机在全球资源条件下具有明显的比较优势，较易进人全球分工体系，如果引导得力，我国驱动电机完全可以发展成具有中国特色道路的优势产业。我国存在驱动电机产业化优势,我国是电机制造及应用大国，有较好的工业基础[2]。但对电动汽车用电机，起步时间不长，尚需要从汽车应用的角度入手，整车厂与电机厂共同携手研究制造出满足汽车专用电机。
2 混合动力汽车的分类和特点
2.1 混合动力汽车
混合动力汽车（HEV)是指车辆驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成的车辆。通过在汽车上装备电机，与发动机联合使用，可以让整车面对不同的工况进行更加自由灵活的操控，从而使发送机一直在最佳的工作范围内进行工作。
混合动力汽车结构主要有发动机，发电机，蓄电池，电动机，控制装置。整体结构图如图21所示。混合动力电动汽车驱动系统，指的是所有的用于传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称，由车载能量源、原动机和传动系统三部分混合动力电动汽车驱动系统，指的是所有的用于传递能量并使车辆获得运动能力的部件的总称，由车载能量源、原动机和传动系统三部分组成。电机驱动控制系统被称为混合动力电动汽车的心脏，它的任务是在驾驶员的控制下，能够将蓄电池的能量高效率的转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。电机驱动控制器是电机驱动控制的核心，主要功能是采集与电机运行相关的输入信号，然后采用合理的算法来处理这些信号,各种对电机操作的指令都是通过电机控制器来实现的[3]。
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