Energy Efficient Control of an Induction Machine for an Electric Vehicle
Translated title
Energieffektiv styring af induktionsmaskine til en elbil
Authors
Balzer Sørensen, Niels ; Bøge, Bjørn ; Christensen, Thomas
Term
4. term
Education
Publication year
2012
Submitted on
2012-06-01
Abstract
This thesis examines how to extend electric vehicle range by improving the efficiency of an induction machine and its inverter. The case study is a Kewet model 5. A field‑oriented control scheme with current controllers and a rotor flux estimator is developed, and the motor’s efficiency is mapped across torque and speed for varying magnetizing currents. Based on the mapping, loss equations are identified using a least‑squares optimization, and energy‑optimal magnetizing currents are computed for all operating points. Because rapid changes in magnetizing current can degrade transient performance, several implementation strategies that balance dynamics and efficiency are proposed and assessed through simulation of a standard urban drive cycle. The most promising strategy achieves 72% efficiency and yields a 4 percentage‑point improvement over nominal magnetizing current; with new components and this strategy the energy consumption is 0.144 kWh/km, 10.6% lower than the original Kewet. The work is supported by a Simulink model, a test bench, and Matlab algorithms that are applicable to other induction machines.
Denne afhandling undersøger, hvordan rækkevidden for en elbil kan øges ved at forbedre virkningsgraden i en induktionsmaskine og tilhørende inverter. Som case anvendes Kewet model 5. Der er udviklet en feltorienteret styring med strømregulatorer og rotorfluksestimator, og motorens virkningsgrad er kortlagt på tværs af moment og hastighed ved forskellige magnetiseringsstrømme. Ud fra kortlægningsdata er tabsligninger estimeret med en mindste kvadraters optimering, hvorefter energioptimale magnetiseringsstrømme er beregnet for alle arbejdspunkter. Fordi hurtige ændringer i magnetiseringsstrøm kan forringe dynamisk ydeevne, er flere implementeringsstrategier, som afvejer performance og effektivitet, udviklet og evalueret via simulering af en standard bykørselscyklus. Den mest lovende strategi opnår 72% virkningsgrad og giver 4 procentpoint højere effektivitet end nominelle indstillinger; med nye komponenter og strategien er energiforbruget 0,144 kWh/km, hvilket er 10,6% lavere end den oprindelige Kewet. Arbejdet bygger på en Simulink-model, en testopstilling og Matlab-algoritmer, der også kan anvendes til andre induktionsmaskiner.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]
Keywords
Induktionsmaskine ; Optimering ; Mapping ; fmincon ; Simulink ; Electric Vehicle ; el-bil ; Kewet ; Inverter ; Batteries