电动汽车驱动解决方案
⑴ 纯电动汽车动力布置有哪些形式
电动汽车的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为纯电动汽车电动机中央驱动和电动轮驱动两种形式。电动机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成电动机及其相关器件,用一台电动机驱动左右两侧的车轮。
电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量较电动机中央驱动形式的大大减小,效率显著提高,代价是增加了控制系统的复杂程度与成本。
纯电动汽车采用电动机中央驱动形式,直接借用了内燃机汽车的驱动方案,由发动机前置前驱发展而来,由电动机、离合器、变速箱和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机,通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断,变速箱提供不同的传动比以变更转速—功率曲线匹配的需要,差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。
纯电动汽车采用双电动机电动轮驱动方式,机械差速器被两个牵引电动机所代替,两个电动机分别驱动各自车轮,转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶,省掉了机械变速器。
纯电动汽车所独有的以蓄电池作能量源的一种结构,蓄电池可以布置在上的四周,也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率,并且在车辆制动时能回收再生制动能量。具有高比能量和高比功率的动力电池对纯电动汽车的加速性和爬坡能力。
为了解决一种蓄电池不能同时满足对比能量和比功率的要求这个问题,可以在纯电动汽车同时采用两种不同的蓄电池,其中一种能提供高比能量,另外一种提供高比功率。两种电池作混合能量源的基本结构,这两种结构不仅分开了对比能量和比功率的要求,而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。
燃料电池所需的氢气不仅能以压缩氢气、液态氢或金属氢化物的形式储存,还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。一个带小型重整器的纯电动汽车的结构,燃料电池所需的氢气由重整随车产生。
⑵ 分布式驱动电动汽车电子差速控制策略是什么
1、在传统的汽车差速器中,机械式差速器是用来感应车轮与地面之间的力来完成差速作用的。随着汽车的发展,存在很多问题传统机械的方式已经被电子取代。电子差速器与传统机械的本质区别是通过传感器更好的区分车轮和地面相互作用力:根据不同的相互作用力输出扭矩不同,可以使车辆具有更好的性能。扭矩传感器并不是什么新鲜事但扭矩传感器在使用中成本较高,在使用过程中会影响车辆的传动效率,因此不是电子差速器的最佳解决方案法,尤其是现在的造车需要注意性价比。
4、作为一种新能源汽车,电动汽车已经成为一种趋势。与传统汽车相比,电动新能源具有诸多优势在电子差速控制方面还有一些补充。以往研究中采用转矩控制或速度控制的前提是分布式驱动电蒸汽车辆在驱动控制中的独立性往往在保证独立性的前提下忽略了转矩协调控制的问题,因此本研究针对该问题提出了一些建议具体的解决方案是基于转矩协调分配设计原理的基于滑差校正的自适应电子差速控制策略。同时,遵循汽车电子V型的开发理念,采用模型开发的方法设计了电子微分算法,并进行了系统仿真分析。使用模型自动生成和设计控制代码电子差速控制器和实车验证。
⑶ 新能源汽车如何驱动
从新能源电动汽车的名字我们就可以看出新能源电动汽车与传统的汽车不同这处在于新能源电动这五个字,也就说是新能源电动汽车的动力来源不是传统的柴油各汽油而是新型能源——电能。 新能源电动汽的组成可以分为: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由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成:①、电源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,通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。有别于老式的电网电车,新能源电动汽车电源主要是高能蓄电池,这样新能源电动汽车行车范围就不会局限于电车电网,也不用担心电网停电,这就使的新能源电动汽车行车的范围与传统汽车一样了。②. 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。三相异步交流电动机相比其它的类型的电动机的优势:制造工艺相对简单成熟、制造成本相对低、输出功率大、稳定性好、维护成本较低。我所在的实习单位采用的是自家生产的三相异步交流电机。 ③. 电机控制器该装置是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制驱动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。采用交流电动机及变频调速控制技术,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。 ④. 传动装置电动汽车传动装置的作用是将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴,当采用电动轮驱动时,传动装置的多数部件常常可以忽略。因为电动机可以带负载启动,所以电动汽车上无需传统内燃机汽车的离合器。因为驱动电机的旋向可以通过电路控制实现变换,所以电动汽车无需内燃机汽车变速器中的倒档。当采用电动机无级调速控制时,电动汽车可以忽略传统汽车的变速器。在采用电动轮驱动时,电动汽车也可以省略传统内燃机汽车传动系统的差速器。⑤. 行驶装置行驶装置的作用是将电动机的驱动力矩通过车轮变成对地面的作用力,驱动车轮行走。它同其他汽车的构成是相同的,由车轮、轮胎和悬架等组成⑥. 转向装置专项装置是为实现汽车的转弯而设置的,由转向机、方向盘、转向机构和转向轮等组成。作用在方向盘上的控制力,通过转向机和转向机构使转向轮偏转一定的角度,实现汽车的转向。多数电动汽车为前轮转向,工业中用的电动叉车常常采用后轮转向。电动汽车的转向装置有机械转向、液压转向和液压助力转向等类型。⑦. 制动装置电动汽车的制动装置同其他汽车一样,是为汽车减速或停车而设置的,通常由制动器及其操纵装置组成。在电动汽车上,一般还有电磁制动装置,它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行,使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流,从而得到再生利用。⑧. 工作装置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。
⑷ 新能源汽车传动原理
随着时代的发展,新能源汽车渐渐的进入了我们的生活,在二十一世纪的今天,电动汽车又将会成为未来新能源的最终解决方案。毫无疑问,电动汽车最大的优势便是无排放污染。其次电动汽车还具有噪音低,结构简单,使用维修方便等特点。那么新能源汽车原理是什么呢?
新能源汽车原理是什么——电动汽车的心脏:电动机
新能源汽车原理是什么——电动汽车的心脏:电动机
纯电动汽车是完全用电动机来取代发动机驱动的,不少人认为电动机的动力没有发动机好,然而在先进的交流电机的驱动下,现代电动汽车的动力性甚至远远超过了不少大排量内燃机。
电动机可以在相当宽广的速度范围内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。
事实上,电动机驱动与发动机相比有两大技术优势:首先,发动机能高效产生转矩时的转速被限制在一个较窄的范围内(即经济运行区),因此需要变速器适应这一特性。而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效地产生转矩,这意味着电动车甚至只需要单级减速齿轮就可以驱动车辆。其次,由于高度电气化的控制系统引入,电动机实现动力输出的快速响应能力远高于发动机,这意味着电动机的响应比发动机更加灵敏。
新能源汽车原理是什么——电动车的“油箱”:电池组
新能源汽车原理是什么——电动车的“油箱”:电池组
制约电动汽车发展的主要问题还是集中于电池成本较高,充电时间长,续驶里程较短。近年来,不少汽车公司和研究机构的最新研究正在逐渐弥补电动汽车的这些先天缺陷。目前镍氢电池和锂电池为不少电动车和混合动力车所使用,其中镍氢电池可快速充电,循环寿命长,同时它不存在重金属污染,也被称为“绿色电池”,但是比能量没有锂电池高。锂电池有很多种类,例如锂离子电池、锂熔盐电池、锂聚合物电池,其具备较高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常适合作为电动车车载电池。近年来,锂电池的研究使其在寿命和稳定性方面有大幅提升,因此锂电池是未来电动车的主力电池类型。
新能源汽车原理是什么——电动车的神经中枢:电控系统
新能源汽车原理是什么——电动车的神经中枢:电控系统
电力驱动控制系统是电动车的神经中枢,它将电动机,电池和其他辅助系统互为连接并且加以控制。电力驱动控制系统按工作原理可划分为车载电源模块、电力驱动主模块和辅助模块三大部分。
电力驱动主模块主要由中央控制单元、驱动控制器、电动机、机械传动装置等组成。
中央控
希望对你有帮助望采纳,谢谢!
⑸ 纯电动汽车电力驱动系统是如何实现能量传输的14769254762
纯电动汽车能量传输。是由高压蓄电池。倒高压分配箱。再到逆变器。高压控制盒。然后呢再到电机。然后电机来驱动车轮旋转。
⑹ 电动汽车电力驱动系统故障怎么解决
相对于传统汽车而言,纯电动汽车采用了大容量、高电压的动力电池及高压电机和电驱动控制系统,并采用了大量的高压附件设备,如:电动空调、PTC 电加热器及 DC/DC 转换器等。由此而隐藏的高压安全隐患问题和造成的高压电伤害问题完全有别于传统燃油汽车。
根据纯电动汽车的特殊结构及电路的复杂性,并考虑纯电动汽车高压电安全问题,必须对高压电系统进行安全、合理的规划设计和必要的监控,这是电动汽车安全运行的必要保证。因此,在绝缘电阻、电压、电流、高压接触器触点、高压互锁回路、充电互锁的检测与故障处理方面尤其重要。
1)、绝缘电阻故障处理
电动汽车电气化程度相对传统汽车要高,其中像电池包、电驱动系统、高压用电辅助设备、充电机及高压线束等在汽车发生碰撞、翻转及汽车运行的恶劣环境(汽车振动、外部环境湿度及温度)影响下,都有可能导致高压电路与汽车底盘间的绝缘性能降低,由此可能造成汽车火灾的发生,直接影响汽车驾乘人员的生命安全。因此,在电动汽车高压系统设计时,首先应确保绝缘电阻值大于 100 Ω/V;其次当汽车发生绝缘电阻值低于规定值时,高压管理系统应及时切断所有的高压回路并发出声光报警,并持续一定时间待原先故障消失后,汽车才能允许进行下一次上电。高压电路进行绝缘检测具体实施标准参照国标《电动汽车安全要求第 1 部分:车载储能装置》。
2)、电压检测与故障处理
纯电动汽车的动力来源是动力电池,动力电池的电压与其放电能力和放电效率有很大的关系。当动力电池电压处于低电压时仍大电流放电,将会损坏高压用电设备并会严重影响电池使用寿命。当检测到电压过高或过低时,应及时切断相关回路。因此为了保障纯电动汽车在动力蓄电池低压时用电器及动力蓄电池和驾乘人员的安全,需要设计电压检测电路对高压电路系统工作电压进行实时准确的检测和安全合理的故障处理
3)、电流检测与故障处理
汽车由于受到运行道路环境及驾驶员操控的影响,汽车运行状态会随时发生变化,动力电池的放电电流会随驾驶员的操控而发生明显变化。当电流超过预设定的允许范围,就会引起温度过分升高,此时不仅影响电池的寿命,而且极端情况下还会引起异常的反应,造成汽车功率器件的损坏,危及汽车高压系统安全。因此,这就要求高压管理系统需对动力电池实时进行电流监控,当检测到电流异常时,高压管理系统将会及时切断所有高压回路并发出声光报警,提示驾乘人员和其他汽车。为了提高测量的准确度和精确度,文章选取霍尔式电流传感器对动力电池充放电电流进行检测。
图4 高压互锁电路检测原理图
6)、 充电互锁检测及故障处理
出于安全考虑,充电时,整个驱动系统都需要处于断电状态,即驱动系统高压接触器需处于断开状态,当高压安全管理系统接收到有效的充电信息指令后,高压管理系统首先检测驱动系统相关接触器是否处于断开状态。若处于断开状态则闭合充电回路相关接触器。否则,充电接触器将不会闭合,高压管理系统将发出声光报警以提示相关人员,直至故障排除。
⑺ 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。
⑻ 纯电动汽车的驱动方式
⑼ 电动汽车驱动功率限制怎么处理
电动汽车驱动功率限制可以先关闭点火开关,重新启动试一下。若还是不行,需要从电脑进行解码。可以到专门的4s店或汽修店找专门的人进行查看后找到原因解决。