Βελτιστοποίηση χαρακτηριστικών λειτουργίας του ηλεκτρομηχανικού συστήματος ηλεκτρικού οχήματος

Παπαχρήστου, Αικατερίνη

Characteristics optimization of the electromechanical system of an electric vehicle

Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ), Πανεπιστήμιο Πατρών

Ολοένα αυξανόμενη είναι η ζήτηση της αγοράς για αξιόπιστα ηλεκτρικά οχήματα. Αυτή η στροφή τα τελευταία χρόνια από συμβατικά οχήματα, σε πιο φιλικά προς το περιβάλλον, έχει οδηγήσει τις μεγάλες αυτοκινητοβιομηχανίες στην ανάπτυξη πολλών και διαφορετικών μοντέλων ηλεκτρικών οχημάτων. Για να είναι όμως ένα ηλεκτρικό όχημα αξιόπιστο, να εφαρμοστεί αυστηρός και κατάλληλος έλεγχος πάνω στην ανταλλαγή ενέργειας του συστήματος συσσωρευτών και της ηλεκτρικής μηχανής. Επιλέχθηκε ο Cascaded έλεγχος, στηριζόμενος στη λογική του ελέγχου προσανατολισμένου στο στρεφόμενο πεδίο, σχηματιζόμενος από έναν ΡΙ ελεγκτή, εν σειρά με άλλον ένα ΡΙ. Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός αξιόπιστου μοντέλου ηλεκτρικού οχήματος, για την προσομοίωση ενός κύκλου οδήγησης. Το πειραματικό σκέλος της εργασίας περιλαμβάνει την προσομοίωση του οχήματος σε έναν πραγματικό κύκλο οδήγησης (NEDC), και η μελέτη της απόκρισής του. Το σύστημα του οχήματος αποτελείται από ένα σύστημα συσσωρευτών (μπαταρία), ελεγχόμενο από τον μετατροπέα, ο οποίος αποτελείται από έναν Boost Converter, συνδεδεμένο εν σειρά με τριφασικό αντιστροφέα πλήρους γέφυρας. Βρέθηκαν και μελετήθηκαν οι περιοχές ευσταθούς λειτουργίας των ελεγκτών και παρουσιάστηκαν μέσω του μοντέλου στο πρόγραμμα Simulink/Matlab τα αποτελέσματα.

The market demand for reliable electric vehicles is growing. This shift from conventional vehicles to more environmentally friendly ones in recent years has led the major automobilemakers to develop many different models of electric vehicles. But for an electric vehicle to be reliable, strict and proper control must be applied to the energy exchange of the battery system and the electric motor. The Cascaded control was selected, based on the logic of the rotating field-oriented control, formed by one PI controller, in series with another PI. The aim of the present Thesis is to develop a reliable model of electric vehicle, to simulate a driving cycle. The experimental part of the work includes the simulation of the vehicle in a real driving cycle (NEDC), and the study of its response. The vehicle system consists of an accumulator system (battery), controlled by the inverter, which consists of a Boost Converter, connected in series with a three-phase full bridge inverter. The areas of stable operation of the controllers were found and studied and the results were presented through the model in the Simulink / Matlab program.