電動汽車驅動解決方案
⑴ 純電動汽車動力布置有哪些形式
電動汽車的結構布置各式各樣,比較靈活,概括起來分為純電動汽車電動機中央驅動和電動輪驅動兩種形式。電動機中央驅動形式借用了內燃機汽車的驅動方案,將內燃機換成電動機及其相關器件,用一台電動機驅動左右兩側的車輪。
電動輪驅動形式的機械傳動裝置的體積與質量較電動機中央驅動形式的大大減小,效率顯著提高,代價是增加了控制系統的復雜程度與成本。
純電動汽車採用電動機中央驅動形式,直接借用了內燃機汽車的驅動方案,由發動機前置前驅發展而來,由電動機、離合器、變速箱和差速器組成。用電驅動裝置替代了內燃機,通過離合器將電動機動力與驅動輪進行連接或動力切斷,變速箱提供不同的傳動比以變更轉速—功率曲線匹配的需要,差速器實現轉彎時兩車輪不同車速的行駛。
純電動汽車採用雙電動機電動輪驅動方式,機械差速器被兩個牽引電動機所代替,兩個電動機分別驅動各自車輪,轉彎時通過電子差速控制以不同車速行駛,省掉了機械變速器。
純電動汽車所獨有的以蓄電池作能量源的一種結構,蓄電池可以布置在上的四周,也可以集中布置在車的尾部或者布置在底盤下面。所選用的蓄電池應該能提供足夠高的比能量和比功率,並且在車輛制動時能回收再生制動能量。具有高比能量和高比功率的動力電池對純電動汽車的加速性和爬坡能力。
為了解決一種蓄電池不能同時滿足對比能量和比功率的要求這個問題,可以在純電動汽車同時採用兩種不同的蓄電池,其中一種能提供高比能量,另外一種提供高比功率。兩種電池作混合能量源的基本結構,這兩種結構不僅分開了對比能量和比功率的要求,而且在汽車下坡或制動時可利用蓄電池回收能量。
燃料電池所需的氫氣不僅能以壓縮氫氣、液態氫或金屬氫化物的形式儲存,還可以由常溫的液態燃料如甲醇或汽油隨車產生。一個帶小型重整器的純電動汽車的結構,燃料電池所需的氫氣由重整隨車產生。
⑵ 分布式驅動電動汽車電子差速控制策略是什麼
1、在傳統的汽車差速器中,機械式差速器是用來感應車輪與地面之間的力來完成差速作用的。隨著汽車的發展,存在很多問題傳統機械的方式已經被電子取代。電子差速器與傳統機械的本質區別是通過感測器更好的區分車輪和地面相互作用力:根據不同的相互作用力輸出扭矩不同,可以使車輛具有更好的性能。扭矩感測器並不是什麼新鮮事但扭矩感測器在使用中成本較高,在使用過程中會影響車輛的傳動效率,因此不是電子差速器的最佳解決方案法,尤其是現在的造車需要注意性價比。
4、作為一種新能源汽車,電動汽車已經成為一種趨勢。與傳統汽車相比,電動新能源具有諸多優勢在電子差速控制方面還有一些補充。以往研究中採用轉矩控制或速度控制的前提是分布式驅動電蒸汽車輛在驅動控制中的獨立性往往在保證獨立性的前提下忽略了轉矩協調控制的問題,因此本研究針對該問題提出了一些建議具體的解決方案是基於轉矩協調分配設計原理的基於滑差校正的自適應電子差速控制策略。同時,遵循汽車電子V型的開發理念,採用模型開發的方法設計了電子微分演算法,並進行了系統模擬分析。使用模型自動生成和設計控制代碼電子差速控制器和實車驗證。
⑶ 新能源汽車如何驅動
從新能源電動汽車的名字我們就可以看出新能源電動汽車與傳統的汽車不同這處在於新能源電動這五個字,也就說是新能源電動汽車的動力來源不是傳統的柴油各汽油而是新型能源——電能。 新能源電動汽的組成可以分為:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成:①、電源電源為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。有別於老式的電網電車,新能源電動汽車電源主要是高能蓄電池,這樣新能源電動汽車行車范圍就不會局限於電車電網,也不用擔心電網停電,這就使的新能源電動汽車行車的范圍與傳統汽車一樣了。②. 驅動電動機驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。三相非同步交流電動機相比其它的類型的電動機的優勢:製造工藝相對簡單成熟、製造成本相對低、輸出功率大、穩定性好、維護成本較低。我所在的實習單位採用的是自家生產的三相非同步交流電機。 ③. 電機控制器該裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制驅動電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。採用交流電動機及變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 ④. 傳動裝置電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸,當採用電動輪驅動時,傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動,所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換,所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當採用電動機無級調速控制時,電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在採用電動輪驅動時,電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。⑤. 行駛裝置行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成⑥. 轉向裝置專項裝置是為實現汽車的轉彎而設置的,由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度,實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向,工業中用的電動叉車常常採用後輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。⑦. 制動裝置電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。⑧. 工作裝置工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。
⑷ 新能源汽車傳動原理
隨著時代的發展,新能源汽車漸漸的進入了我們的生活,在二十一世紀的今天,電動汽車又將會成為未來新能源的最終解決方案。毫無疑問,電動汽車最大的優勢便是無排放污染。其次電動汽車還具有噪音低,結構簡單,使用維修方便等特點。那麼新能源汽車原理是什麼呢?
新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機
新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機
純電動汽車是完全用電動機來取代發動機驅動的,不少人認為電動機的動力沒有發動機好,然而在先進的交流電機的驅動下,現代電動汽車的動力性甚至遠遠超過了不少大排量內燃機。
電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。
事實上,電動機驅動與發動機相比有兩大技術優勢:首先,發動機能高效產生轉矩時的轉速被限制在一個較窄的范圍內(即經濟運行區),因此需要變速器適應這一特性。而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。其次,由於高度電氣化的控制系統引入,電動機實現動力輸出的快速響應能力遠高於發動機,這意味著電動機的響應比發動機更加靈敏。
新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組
新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組
制約電動汽車發展的主要問題還是集中於電池成本較高,充電時間長,續駛里程較短。近年來,不少汽車公司和研究機構的最新研究正在逐漸彌補電動汽車的這些先天缺陷。目前鎳氫電池和鋰電池為不少電動車和混合動力車所使用,其中鎳氫電池可快速充電,循環壽命長,同時它不存在重金屬污染,也被稱為「綠色電池」,但是比能量沒有鋰電池高。鋰電池有很多種類,例如鋰離子電池、鋰熔鹽電池、鋰聚合物電池,其具備較高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常適合作為電動車車載電池。近年來,鋰電池的研究使其在壽命和穩定性方面有大幅提升,因此鋰電池是未來電動車的主力電池類型。
新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統
新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統
電力驅動控制系統是電動車的神經中樞,它將電動機,電池和其他輔助系統互為連接並且加以控制。電力驅動控制系統按工作原理可劃分為車載電源模塊、電力驅動主模塊和輔助模塊三大部分。
電力驅動主模塊主要由中央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。
中央控
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⑸ 純電動汽車電力驅動系統是如何實現能量傳輸的14769254762
純電動汽車能量傳輸。是由高壓蓄電池。倒高壓分配箱。再到逆變器。高壓控制盒。然後呢再到電機。然後電機來驅動車輪旋轉。
⑹ 電動汽車電力驅動系統故障怎麼解決
相對於傳統汽車而言,純電動汽車採用了大容量、高電壓的動力電池及高壓電機和電驅動控制系統,並採用了大量的高壓附件設備,如:電動空調、PTC 電加熱器及 DC/DC 轉換器等。由此而隱藏的高壓安全隱患問題和造成的高壓電傷害問題完全有別於傳統燃油汽車。
根據純電動汽車的特殊結構及電路的復雜性,並考慮純電動汽車高壓電安全問題,必須對高壓電系統進行安全、合理的規劃設計和必要的監控,這是電動汽車安全運行的必要保證。因此,在絕緣電阻、電壓、電流、高壓接觸器觸點、高壓互鎖迴路、充電互鎖的檢測與故障處理方面尤其重要。
1)、絕緣電阻故障處理
電動汽車電氣化程度相對傳統汽車要高,其中像電池包、電驅動系統、高壓用電輔助設備、充電機及高壓線束等在汽車發生碰撞、翻轉及汽車運行的惡劣環境(汽車振動、外部環境濕度及溫度)影響下,都有可能導致高壓電路與汽車底盤間的絕緣性能降低,由此可能造成汽車火災的發生,直接影響汽車駕乘人員的生命安全。因此,在電動汽車高壓系統設計時,首先應確保絕緣電阻值大於 100 Ω/V;其次當汽車發生絕緣電阻值低於規定值時,高壓管理系統應及時切斷所有的高壓迴路並發出聲光報警,並持續一定時間待原先故障消失後,汽車才能允許進行下一次上電。高壓電路進行絕緣檢測具體實施標准參照國標《電動汽車安全要求第 1 部分:車載儲能裝置》。
2)、電壓檢測與故障處理
純電動汽車的動力來源是動力電池,動力電池的電壓與其放電能力和放電效率有很大的關系。當動力電池電壓處於低電壓時仍大電流放電,將會損壞高壓用電設備並會嚴重影響電池使用壽命。當檢測到電壓過高或過低時,應及時切斷相關迴路。因此為了保障純電動汽車在動力蓄電池低壓時用電器及動力蓄電池和駕乘人員的安全,需要設計電壓檢測電路對高壓電路系統工作電壓進行實時准確的檢測和安全合理的故障處理
3)、電流檢測與故障處理
汽車由於受到運行道路環境及駕駛員操控的影響,汽車運行狀態會隨時發生變化,動力電池的放電電流會隨駕駛員的操控而發生明顯變化。當電流超過預設定的允許范圍,就會引起溫度過分升高,此時不僅影響電池的壽命,而且極端情況下還會引起異常的反應,造成汽車功率器件的損壞,危及汽車高壓系統安全。因此,這就要求高壓管理系統需對動力電池實時進行電流監控,當檢測到電流異常時,高壓管理系統將會及時切斷所有高壓迴路並發出聲光報警,提示駕乘人員和其他汽車。為了提高測量的准確度和精確度,文章選取霍爾式電流感測器對動力電池充放電電流進行檢測。
圖4 高壓互鎖電路檢測原理圖
6)、 充電互鎖檢測及故障處理
出於安全考慮,充電時,整個驅動系統都需要處於斷電狀態,即驅動系統高壓接觸器需處於斷開狀態,當高壓安全管理系統接收到有效的充電信息指令後,高壓管理系統首先檢測驅動系統相關接觸器是否處於斷開狀態。若處於斷開狀態則閉合充電迴路相關接觸器。否則,充電接觸器將不會閉合,高壓管理系統將發出聲光報警以提示相關人員,直至故障排除。
⑺ 誰能提供關於電動汽車驅動系統的設計方案包括控制部分及功率部分的。
網上看到一篇文章,主控晶元用tms320lf2407a dsp晶元,IGBT模塊用infineon公司的bsm300gb600dlc,IGBT驅動電路用落木源公司的TX-KA101,是05、06年的文章,應用應該比較成熟了,轉貼給你供參考。
貼不上圖,具體內容你再網上再搜搜。
《基於F2407aDSP的全數字混合動力電動汽車驅動系統的設計》
關鍵字:混合動力電動汽車、驅動、F2407A、bsm300gb600dlc、TX-KA101、bldcm
1 引言
隨著城市環境污染問題的日益嚴重,汽車尾氣的控制越來越受到人們的重視,很多國家都開展了電動汽車的研究。但是電動汽車存在續駛里程短、動力性能差等弱點,加之成本太高,目前還無法大批量投入市場。為了兼顧傳統燃油汽車和電動汽車的優點,國內外都開始進行混合動力汽車的研究。混合動力電動汽車是目前解決低排放、大幅度地降低污染最有效最現實的一種環保交通工具,它不僅具有續駛里程長的優點,還能發揮出更好的動力性能。混合動力電動汽車同時擁有電機驅動和內燃機驅動,對電機驅動系統不僅要求具有較高的重量比功率,而且既能作電動機運行,還能作發電機運行。
本文所介紹的混合動力系統採用tms320lf2407a dsp晶元構成主控制器,同時選用infineon公司的bsm300gb600dlc igbt模塊作為功率器件,選用北京落木源公司的TX-KA101作為IGBT驅動晶元。實現了基於無刷直流電機(brushless dc motor, bldcm)的控制系統。實驗結果表明,該系統設計合理,性能可靠。
2 bldcm的控制原理
bldcm轉子採用永磁體激磁,功率密度高,控制簡單,調速性能好,既具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等特點,又具備直流電機的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好等諸多優點,故廣泛應用於車輛驅動,家用電器等方面。
如圖1所示,通常的無刷直流電機具有120°的反電動勢波形,在每相反電動勢的最大處通入電流,就能產生恆定的電磁轉矩,其轉矩表達式如下式。
圖1 三相反電勢和電流波形
(1)
其中td是電機的電磁轉矩,ea、eb、ec分別是每相的反電動勢,ia、ib、ic分別是每相的電流值,ω是電機的角速度。因此,當電機反電動勢純梯形分布時,其力矩與電流的大小成正比。但是,通常情況下電機的反電動勢不是純梯形分布,另外,由於電機繞組電感的存在使得電流在換相時存在脈動,從而造成較大的轉矩脈動。已有大量的文獻對bldcm的換相轉矩脈動抑制進行了討論。bldcm調速中另一個必須知道的是電機轉子軸位置,一般通過檢測電機的霍爾信號來獲得,並以此進行電機的換相控制。
3 主電路以及控制策略
圖2 驅動系統主電路
圖2是整個系統的主電路圖,本系統中,bldcm的驅動採用了buck+full_bridge的電路結構。與常規三相橋的驅動方式不同,通過控制buck電路的輸出電流,即電感l1上的電流來使bldcm獲得近乎直流的電流,以此來獲得盡可能好的力矩控制效果。圖3(a)、(b)、(c)分別是電感l1,電容c0以及電機母線端電流波形。
下面來分析該電路的工作原理。
(1) 正向電動模式
此時t1工作於開關狀態,t2不導通,d2作為buck電路的二極體。通過控制電感l1上的電流和電容c0上的電壓可以實現電路的恆流、恆壓控制。此時,後端的full_bridge電路根據電機的三相霍爾信號進行換相控制,其開關工作在低頻條件下。通過對電感l1電流的控制可以減少電機啟動時的沖擊電流,減少啟動轉矩的脈動。
圖3 恆流控制下各元件電流波形
(2) 反向充電模式
當整個系統的內燃機開始工作後,後端bldcm處於發電狀態。此時t2工作於開關狀態,t1不導通,d1作為boost電路的二極體工作。通過控制boost電路的輸出電壓和電感l1上的電流可以使電路工作於恆壓、恆流等模式,從而實現對蓄電池的恆壓限流、恆流和浮充三段式充電方式。此時後端的三相橋電路工作於不控整流狀態下。
(3) 制動模式
當車輛需要停止或剎車時,通過反向對蓄電池充電來進行制動,其工作方式與反向充電模式類似。此時電機內相反電動勢與相電流反相位,其電磁轉矩起制動作用,從而可以使電機很快的停下來。
4 系統軟硬體設計
4.1 軟體設計
f2407a控製程序由3個部分組成:主程序的初始化、pwm定時中斷程序和dsp與周邊資源的數據交換程序。
(1) 主程序
主程序先完成系統的初始化、i/o口控制信號管理、dsp內各個控制模塊寄存器的設置等,然後進入循環程序,並在這里完成系統參數的保存。
(2) pwm定時中斷程序
pwm定時中斷程序是整個控製程序的核心內容,在這里實現電流環、速度環采樣控制以及bldcm的換相控制、pwm信號生成、電感連續、斷續控制,工作模式的選擇,軟體過流、過壓的保護,以及與上位控制器的通訊等。中斷控製程序周期為50μs,即igbt開關頻率為20khz。其中每個開關周期完成電流環的采樣和開關信號的輸出,每20個開關周期完成一次速度環控制。pwm控制信號採用規則采樣pwm調制方法生成。
(3) 數據交換程序
數據交換程序主要包括與上位機的通訊程序、eeprom中參數的存儲。其中通訊可以採用rs-232或can匯流排介面,根據特定的通訊協議接受上位機的指令,並根據要求傳送參數。eeprom的數據交換通過dsp的spi口完成。
4.2 硬體設計
(1) dsp以及周邊資源
整個系統的控制電路由f2407a+gal組成。其中gal主要用於系統io空間的選通信號以及開關驅動信號的輸出控制等。f2407a作為控制核心,接受上位機信息後判斷系統的工作模式,並轉換成igbt的開關信號輸出,該信號經隔離電路後直接驅動igbt模塊給電機供電。另外eeprom用於參數的保存和用戶信息的存儲。
(2) 功率電路
系統的功率器件選用了infineon公司bsm300 gb600dlc igbt模塊,其內部集成2個igbt開關管,耐壓600v,耐流300a。驅動選用北京落木源公司的TX-KA101 igbt驅動晶元,內含三段式的過流保護電路。系統的輔助電源採用反激式開關電源,主要供電包括系統所有開關管的驅動電源,f2407a和gal以及其他控制晶元的電源和采樣lem以及三相霍爾的工作電源。
(3) 采樣電路
本系統需要采樣電感l1上的電流,另外需要對蓄電池電壓和電機端輸入電壓進行采樣,從而完成電路的恆流、恆壓等控制功能。采樣電路採用霍爾感測器並經模擬電路處理在0~3.3v的電壓范圍內,再送入f2407a的ad采樣口。
(4) 轉子位置檢測電路
電機位置反饋採用雙極性鎖存型霍爾元件,在電機的每相繞組處都安放一個元件。霍爾信號根據電機轉子磁極的極性來產生方波信號。霍爾元件安放的位置通常有60°和120°之分。f2407a通過判斷方波信號跳變的極性來獲取換相信息,同時記錄方波脈沖的個數來計算電機的轉速,從而實現電機速度的閉環控制。
(5) 保護電路
系統的保護分為軟硬體保護,由於硬體保護速度較快,通常用於驅動信號的直接封鎖。從保護等級來分,可以分系統級保護和驅動級保護,其中,驅動級保護是通過igbt驅動晶元TX-KA101特有的保護功能來實現的。系統級保護包括控制器的過流、過壓、欠壓,過溫以及霍爾元件故障等保護。
5 實驗結果
實驗中採用了寧波欣達集團樂邦電機廠的bldcm,其額定功率為50kw,最大功率100kw,額定轉矩212n·m,額定轉速2300r/min,額定電流214a。額定電壓336v,通過蓄電池組供電。整個驅動系統採用f2407a dsp晶元控制,其開關頻率為20khz,電感l1=75μh,電容c0=100μf。功率模塊選用infineon公司的bsm300gb600dlc低損耗igbt模塊,其內部是一個半橋電路,具有低引線電感的封裝結構。系統散熱採用水冷。圖4是正向電動時電感l1上的電流,此時電流連續,圖5是電流連續時二極體d2兩端的電壓波形,可以看出幾乎沒有尖峰電壓。圖6是電感電流不連續時的波形,圖7是電流斷續時二極體d2兩端電壓波形。圖8是電機輕載時的相電流波形,其電流較為平穩。圖9,圖10分別是igbt在導通和關斷時的電壓波形,其開關時間都在100ns左右,且關斷時沒有尖峰電壓。
圖4 正向放電電流連續波形
圖5 電流連續時二極體電壓結論
圖6 正向放電電流斷續波形
圖7 電流斷續時二極體電壓
圖8 電機相電流波形
圖9 igbt導通時的電壓波形
圖10 igbt關斷時的電壓波形
6 結束語
本系統控制上採用dsp的數字結構,電路設計簡單,緊湊,滿足了大功率bldcm的實時控制要求。同時全數字化的控制,使系統在控制精度、功能和抗干擾能力上都有了很大程度的提高。整個系統不僅具有正向電動的功能,同時具有反向充電和制動功能。實驗結果表明該系統設計合理,適應混合動力電動汽車的應用要求。
⑻ 純電動汽車的驅動方式
⑼ 電動汽車驅動功率限制怎麼處理
電動汽車驅動功率限制可以先關閉點火開關,重新啟動試一下。若還是不行,需要從電腦進行解碼。可以到專門的4s店或汽修店找專門的人進行查看後找到原因解決。