电动汽车实验系统

❶ 谁能提供关于电动汽车驱动系统的设计方案包括控制部分及功率部分的。

网上看到一篇文章，主控芯片用tms320lf2407a dsp芯片，IGBT模块用infineon公司的bsm300gb600dlc，IGBT驱动电路用落木源公司的TX-KA101，是05、06年的文章，应用应该比较成熟了，转贴给你供参考。
贴不上图，具体内容你再网上再搜搜。

《基于F2407aDSP的全数字混合动力电动汽车驱动系统的设计》

关键字：混合动力电动汽车、驱动、F2407A、bsm300gb600dlc、TX-KA101、bldcm

1 引言
随着城市环境污染问题的日益严重，汽车尾气的控制越来越受到人们的重视，很多国家都开展了电动汽车的研究。但是电动汽车存在续驶里程短、动力性能差等弱点，加之成本太高，目前还无法大批量投入市场。为了兼顾传统燃油汽车和电动汽车的优点，国内外都开始进行混合动力汽车的研究。混合动力电动汽车是目前解决低排放、大幅度地降低污染最有效最现实的一种环保交通工具，它不仅具有续驶里程长的优点，还能发挥出更好的动力性能。混合动力电动汽车同时拥有电机驱动和内燃机驱动，对电机驱动系统不仅要求具有较高的重量比功率，而且既能作电动机运行，还能作发电机运行。
本文所介绍的混合动力系统采用tms320lf2407a dsp芯片构成主控制器，同时选用infineon公司的bsm300gb600dlc igbt模块作为功率器件，选用北京落木源公司的TX-KA101作为IGBT驱动芯片。实现了基于无刷直流电机(brushless dc motor, bldcm)的控制系统。实验结果表明，该系统设计合理，性能可靠。

2 bldcm的控制原理
bldcm转子采用永磁体激磁，功率密度高，控制简单，调速性能好，既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等特点，又具备直流电机的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好等诸多优点，故广泛应用于车辆驱动，家用电器等方面。
如图1所示，通常的无刷直流电机具有120°的反电动势波形，在每相反电动势的最大处通入电流，就能产生恒定的电磁转矩，其转矩表达式如下式。

图1 三相反电势和电流波形

(1)

其中td是电机的电磁转矩，ea、eb、ec分别是每相的反电动势，ia、ib、ic分别是每相的电流值，ω是电机的角速度。因此，当电机反电动势纯梯形分布时，其力矩与电流的大小成正比。但是，通常情况下电机的反电动势不是纯梯形分布，另外，由于电机绕组电感的存在使得电流在换相时存在脉动，从而造成较大的转矩脉动。已有大量的文献对bldcm的换相转矩脉动抑制进行了讨论。bldcm调速中另一个必须知道的是电机转子轴位置，一般通过检测电机的霍尔信号来获得，并以此进行电机的换相控制。

3 主电路以及控制策略

图2 驱动系统主电路
图2是整个系统的主电路图，本系统中，bldcm的驱动采用了buck＋full_bridge的电路结构。与常规三相桥的驱动方式不同，通过控制buck电路的输出电流，即电感l1上的电流来使bldcm获得近乎直流的电流，以此来获得尽可能好的力矩控制效果。图3(a)、(b)、(c)分别是电感l1，电容c0以及电机母线端电流波形。
下面来分析该电路的工作原理。
(1) 正向电动模式
此时t1工作于开关状态，t2不导通，d2作为buck电路的二极管。通过控制电感l1上的电流和电容c0上的电压可以实现电路的恒流、恒压控制。此时，后端的full_bridge电路根据电机的三相霍尔信号进行换相控制，其开关工作在低频条件下。通过对电感l1电流的控制可以减少电机启动时的冲击电流，减少启动转矩的脉动。

图3 恒流控制下各元件电流波形
(2) 反向充电模式
当整个系统的内燃机开始工作后，后端bldcm处于发电状态。此时t2工作于开关状态，t1不导通，d1作为boost电路的二极管工作。通过控制boost电路的输出电压和电感l1上的电流可以使电路工作于恒压、恒流等模式，从而实现对蓄电池的恒压限流、恒流和浮充三段式充电方式。此时后端的三相桥电路工作于不控整流状态下。
(3) 制动模式
当车辆需要停止或刹车时，通过反向对蓄电池充电来进行制动，其工作方式与反向充电模式类似。此时电机内相反电动势与相电流反相位，其电磁转矩起制动作用，从而可以使电机很快的停下来。

4 系统软硬件设计
4.1 软件设计
f2407a控制程序由3个部分组成:主程序的初始化、pwm定时中断程序和dsp与周边资源的数据交换程序。
(1) 主程序
主程序先完成系统的初始化、i/o口控制信号管理、dsp内各个控制模块寄存器的设置等，然后进入循环程序，并在这里完成系统参数的保存。
(2) pwm定时中断程序
pwm定时中断程序是整个控制程序的核心内容，在这里实现电流环、速度环采样控制以及bldcm的换相控制、pwm信号生成、电感连续、断续控制，工作模式的选择，软件过流、过压的保护，以及与上位控制器的通讯等。中断控制程序周期为50μs，即igbt开关频率为20khz。其中每个开关周期完成电流环的采样和开关信号的输出，每20个开关周期完成一次速度环控制。pwm控制信号采用规则采样pwm调制方法生成。
(3) 数据交换程序
数据交换程序主要包括与上位机的通讯程序、eeprom中参数的存储。其中通讯可以采用rs-232或can总线接口，根据特定的通讯协议接受上位机的指令，并根据要求传送参数。eeprom的数据交换通过dsp的spi口完成。
4.2 硬件设计
(1) dsp以及周边资源
整个系统的控制电路由f2407a+gal组成。其中gal主要用于系统io空间的选通信号以及开关驱动信号的输出控制等。f2407a作为控制核心，接受上位机信息后判断系统的工作模式，并转换成igbt的开关信号输出，该信号经隔离电路后直接驱动igbt模块给电机供电。另外eeprom用于参数的保存和用户信息的存储。
(2) 功率电路
系统的功率器件选用了infineon公司bsm300 gb600dlc igbt模块，其内部集成2个igbt开关管，耐压600v，耐流300a。驱动选用北京落木源公司的TX-KA101 igbt驱动芯片，内含三段式的过流保护电路。系统的辅助电源采用反激式开关电源，主要供电包括系统所有开关管的驱动电源，f2407a和gal以及其他控制芯片的电源和采样lem以及三相霍尔的工作电源。
(3) 采样电路
本系统需要采样电感l1上的电流，另外需要对蓄电池电压和电机端输入电压进行采样，从而完成电路的恒流、恒压等控制功能。采样电路采用霍尔传感器并经模拟电路处理在0~3.3v的电压范围内，再送入f2407a的ad采样口。
(4) 转子位置检测电路
电机位置反馈采用双极性锁存型霍尔元件，在电机的每相绕组处都安放一个元件。霍尔信号根据电机转子磁极的极性来产生方波信号。霍尔元件安放的位置通常有60°和120°之分。f2407a通过判断方波信号跳变的极性来获取换相信息，同时记录方波脉冲的个数来计算电机的转速，从而实现电机速度的闭环控制。
(5) 保护电路
系统的保护分为软硬件保护，由于硬件保护速度较快，通常用于驱动信号的直接封锁。从保护等级来分，可以分系统级保护和驱动级保护，其中，驱动级保护是通过igbt驱动芯片TX-KA101特有的保护功能来实现的。系统级保护包括控制器的过流、过压、欠压，过温以及霍尔元件故障等保护。

5 实验结果
实验中采用了宁波欣达集团乐邦电机厂的bldcm，其额定功率为50kw，最大功率100kw，额定转矩212n·m，额定转速2300r/min，额定电流214a。额定电压336v，通过蓄电池组供电。整个驱动系统采用f2407a dsp芯片控制，其开关频率为20khz,电感l1=75μh，电容c0=100μf。功率模块选用infineon公司的bsm300gb600dlc低损耗igbt模块，其内部是一个半桥电路，具有低引线电感的封装结构。系统散热采用水冷。图4是正向电动时电感l1上的电流，此时电流连续，图5是电流连续时二极管d2两端的电压波形，可以看出几乎没有尖峰电压。图6是电感电流不连续时的波形，图7是电流断续时二极管d2两端电压波形。图8是电机轻载时的相电流波形，其电流较为平稳。图9，图10分别是igbt在导通和关断时的电压波形，其开关时间都在100ns左右，且关断时没有尖峰电压。

图4 正向放电电流连续波形

图5 电流连续时二极管电压结论

图6 正向放电电流断续波形

图7 电流断续时二极管电压

图8 电机相电流波形

图9 igbt导通时的电压波形

图10 igbt关断时的电压波形

6 结束语
本系统控制上采用dsp的数字结构，电路设计简单，紧凑，满足了大功率bldcm的实时控制要求。同时全数字化的控制，使系统在控制精度、功能和抗干扰能力上都有了很大程度的提高。整个系统不仅具有正向电动的功能，同时具有反向充电和制动功能。实验结果表明该系统设计合理，适应混合动力电动汽车的应用要求。

❷ 纯电动汽车的主要系统是由哪几个组成的

纯电动汽车充电站主要由配电系统、充电系统、电池调度系统和充电站监控系统组成，下面就为大家分别介绍。
1、充电站配电系统
配电系统为充电站的运行提供电源，它不仅提供充电所需电能，而且还要满足照明、控制设备的需要，包括变配电所有设备、配电监控系统等。
2、充电站充电系统
充电系统是整个充电站的核心部分，根据电能补给方式的不同，氛围地面单相充电和整车充电两种充电系统，通常情况下，充电站采用单箱充电方式为更换下来的电池进行充电。单箱充电方式有利于提高电池组的均衡性，延长电池使用寿命。在配电站外配备4台75KW打工了充电机在应急情况下为整车充电使用。
3、充电站电池调度系统
电池调度系统对所有的电池实时进行数量、质量和状态的额监控和管理，具备电池存储、电池更换、电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等功能。电池更换是电池调度系统的核心。自动更换方式是动力电池快速更换的主要方式，由更换机械装置可控制系统组成的更换机器人完成。
4、充电站监控系统
充电监控系统是电动汽车充电站高效安全运行的保证，它实现对整个充电站的监控、调度和管理。

❸ 纯电动汽车有哪些控制系统

纯电动汽车系统：电力驱动系统

电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置和车轮，其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。电源系统包括电源、能量管理系统和充电机，其功用主要是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。
纯电动汽车系统：辅助系统

辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调器、照明及除霜装置、刮水器和收音机等等，借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性。
纯电动汽车系统：电池包系统

电池包系统，包括电池包和管理系统，即battery package 和 BMS ，是电动车的能量源，现在的电池芯主流是磷酸铁锂子电池，三元锂离子电池等。
好了，小编今天的介绍到这里就要和大家说再见了，不知道大家觉得小编今天对纯电动汽车的系统介绍，能否让你对它有了一定的认识与了解呢。

❹ 电动汽车的系统结构

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池，有时则需要更多。
电动汽车 的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。
电源
为电动汽车的驱动电动机提供电能，电动机将电源的电能转化为机械能。应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，铅酸蓄电池由于能量低，充电速度慢，寿命短，逐渐被其他蓄电池所取代。正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
驱动电动机
驱动电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。但直流电动机由于存在换向火花，功率小、效率低，维护保养工作量大；随着电机控制技术的发展，势必逐渐被直流无刷电动机（BLDCM）、开关磁阻电动机（SRM）和交流异步电动机所取代，如无外壳盘式轴向磁场直流串励电动机。 电动机调速控制装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的，其作用是控制电动机的电压或电流，完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
早期的电动汽车上，直流电动机的调速采用串接电阻或改变电动机磁场线圈的匝数来实现。因其调速是有级的，且会产生附加的能量消耗或使用电动机的结构复杂，现已很少采用。应用较广泛的是晶闸管斩波调速，通过均匀地改变电动机的端电压，控制电动机的电流，来实现电动机的无级调速。在电子电力技术的不断发展中，它也逐渐被其他电力晶体管（如GTO、MOSFET、BTR及IGBT等）斩波调速装置所取代。从技术的发展来看，伴随着新型驱动电机的应用，电动汽车的调速控制转变为直流逆变技术的应用，将成为必然的趋势。
在驱动电动机的旋向变换控制中，直流电动机依靠接触器改变电枢或磁场的电流方向，实现电动机的旋向变换，这使得电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电动机驱动时，电动机转向的改变只需变换磁场三相电流的相序即可，可使控制电路简化。此外，采用交流电动机及其变频调速控制技术，使电动汽车的制动能量回收控制更加方便，控制电路更加简单。 工作装置是工业用电动汽车为完成作业要求而专门设置的，如电动叉车的起升装置、门架、货叉等。货叉的起升和门架的倾斜通常由电动机驱动的液压系统完成。

❺ 新能源电动汽车仪表上显示闪电符号是什么意思

新能源电动汽车仪表上显示闪电符号是发动机故障、机油系统故障、电瓶及发电系统故障。包括发动机（排气系统）故障灯，机油系统故障灯，电瓶及发电系统故障灯等。

这些故障类指示灯平时很少会亮，但只要亮了就表示车辆已经出现相应的故障或异常，小则影响行车安全，大则有可能损坏车辆，需要立即进行检修，或联系车辆的品牌4S店进行救援。

安全隐患：

不同汽车的仪表不尽相同。但是一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。

现代汽车仪表盘的面膜下制作了各式各样的指示灯或警报灯，例如冷却液液面警报灯、燃油量指示灯、清洗器液面指示灯、充电指示灯、远近光变光指示灯、变速器挡位指示灯、制动防抱死系统(ABS)指示灯、驱动力控制指示灯、安全气囊(SRS)警报灯等。

❻ 电动汽车电机定子综合测试系统击穿电流测量范围及其精度是多少

1、电动汽车电机采用变频器供电，其输出电压含有丰富的谐波，一般传感器带宽不够。
2、目前的宽频带传感器一般不提供相位指标，对于电动汽车电机试验中的变频电功率测试，精度不能保证。
3、电机试验测试对幅值范围的要求：1.3倍过电压试验与低频堵转试验，过载试验与空载试验等等要求测试系统具有很宽的测试范围。
传统工频互感器测量采用原边或副边换挡的方式保障宽范围测试精度。变频测试目前尚无副边换挡传感器，而原边换挡需要的变频大电流开关制造困难，价格昂贵。
4、变频器现场电磁环境恶劣，实验室的电磁兼容性往往决定实验室的成败。

❼ 新能源汽车特斯拉电动实训室可以完成哪些实训项目

特斯拉的电动实验室在国内是比较高端的汽车教具设备了，通过使用与拆分让学生了解特斯拉无人驾驶整车构成和车辆内部智能化组成，具体如下图：

❽ 新能源汽车一般可以做什么实验

可以做电机加载实验、BMS充电效率实验、电机驱动器效率实验、锂电池充放电实验、再生能量回馈分析实验、CAN总线通讯实验等，目前致远电子NES-1000新能源汽车实验项目现在是比较全面的，不妨参考下。谢谢，

❾ 新能源汽车充电系统检查与拆装实训方法与步骤

新能源汽车充电管理系统实训台选用新能源汽车充电桩售电及管理系统真实器件制作，可展示充电桩的结构与工作原理及充电桩装配检验验证工作过程，适合于各类院校对充电桩售电及管理系统理论和维修实训的拆装与维护、结构与原理认知、系统操作、功能动态演示、故障检测与诊断、充电桩的装配检验教学需要。
二.功能特点
1.安装真实220V7KW国标充电桩、锂电池组及BMS管理系统、车载充电机、放电模拟负载系统、点火开关、充电桩智能充电卡片、工况指示灯、电源开关、电池等模块与操纵开关、国标充电桩充电端口等，真实可操作运行的充电与售电管理系统。
2.面板采用4mm厚铝塑板，立式安装面板打印有彩色电路图与工作原理示意图；学员可直观对照系统结构原理图和实物，认识和分析系统的工作原理。
3.面板上安装有检测端子、可直接在面板上检测系统电路元件的电信号，如电阻、电压、电流、频率信号等。
4.安装充电桩的显示装置，同步显示数据。操作软件显示充电电压、充电电流、充电电量、充电时间等；具有三种充电模式：按金额充电、按时间充电、按电量充电等。安全保护功能，具有输入侧过压、欠压保护，输出侧过压、过流保护，过温、短路、漏电、防雷、电池防反接等保护。具有电源、充电、故障三种状态指示。核心控制板可实现刷卡信息采集处理；LTE（4G）、GSM多模通讯传输，GPS定位，射频识别卡系统、电流电压参数采集处理并显示或报警；用电量采集计量、保护等功能。
5.实现实车真实充电过程，包括CC信号、CP信号的检测、确认及唤醒过程，充电过程中的温度、电流、电压检测等。
6.充电设备可以给安装国标插座的电动汽车或者新能源汽车其他设备真实充电操作。
7.实现充电枪握手、充电机与BMS发送与接收报文的完整最佳充电过程。
8.售电管理系统，包含IC卡预付费电能管理系统，系统以售电管理软件和数据库软件为主，包括计算机（自配）、IC卡读写器、打印机（自配）等设备在内的计算机系统。
9.设备框架采用40mm×40mm和40mm×80mm两种一体化全铝合金型材搭建，耐油耐腐蚀并易于清洁，台面宽40CM,台面铺装32mm厚彩色高密度复合板,经久耐用不生锈，带万向脚轮，便于移动，并带锁止机构。
10.配套实训指导书等教学资料，完整讲述工作原理，实训项目，故障设置及分析等要点。
三.技术规格
1.供电电源：AC220V ±10% 50Hz
2.供电电流：最大32A
3.工作温度：-40℃～+50℃
4.外形尺寸（mm）：1500×700×1700(长×宽×高)
5.面板外形尺寸（mm）：1448×940mm（长*宽）
6.移动脚轮：100*60mm
7.充电桩：220V 、 7KW 、 32A
四.实训(实验)项目
1.充电桩内部电路原理实训。
2.充电桩的部件组成及作用实训。
3.充电桩的操作方法实训。
4.操作充电桩对蓄电池充电全过程实训。
5.故障设置、排除思路和方法实训。
6.充电枪握手、充电机与BMS报文发送与接收验证。
7.充电桩售电管理全过程实训。
六．基本配置
检测控制面板(装有各种检测端子，彩色电路图和工作原理示意图)、充电桩组件(国标220V 32A,7KW)、国标交流充电插座与充电枪、智能充电卡片、电池管理系统（电池管理系统，带CAN总线通讯/CC，CP控制线，7寸触摸彩屏，充电唤醒信号控制）、锂电池组（16串，3.2V20AH单体电池）、模拟指示灯、操作开关、DC-DC转换模块（48V-12V15A）、直流接触器（包含充电继电器、总正继电器、总负继电器、预充继电器）、带CAN通讯的车载充电机、急停开关与电源总开关、辅助蓄电池（12V45AH）、售电管理系统(包读卡机及软件)、线性可调放电负载、一体化全铝合金型材搭建的移动台架（1500×700×1700mm 带自锁脚轮装置，带安装检测端子的原理面板，面板1448×940mm）、故障模拟与排除装置、设备操作说明书。

❿ 纯电动汽车三大核心系统是什么

1、电池包系统，包括电池包和管理系统，即battery package 和 BMS ，是电动车的能量源，现在的电池芯主流是磷酸铁锂子电池，三元锂离子电池等。
2、电机系统，包括驱动马达motor和电机控制器MC，考虑到汽车的空间限制，电机和控制器做在一起，电机多用三相异步。目前出现新的技术叫轮毂电机。
3、控制系统，纯电动车与传统车最大的区别就是动力和能源，这两个相对关键的系统需要控制系统合理地调控，使它们和谐平衡的工作。还包括配套的其它各种小系统的调控，各种数据收集分析并由驾驶者作出相应控制，这关乎驾驶员操控体验。
4、整车系统，这个系统更多的是关于车体机械性能，各个系统模块如何合理搭配组合，比如受制于电池电量，如何选取合适的新材料降低能耗，如何安排巨大的电池包和电机等的空间位置，使车体保持平衡等等，当然还有后期的各种整车实验。