汽车新能源的控制

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http://www.stacigibbs.com/64318-dte92409-sex-trafficking-online-dating.html 一、电动汽车对驱动电机性能的基本要求

Website 汽车行驶时需要频繁地启动、加速、减速、停车等,在低速行驶和爬坡时需要大转矩,在高速 行驶时需要降低转矩和功率。为了满足汽车行驶动力性的需要,获得好的经济性和环境指标等,就 对电机提出了十分严格的要求。

1.电压高 采用高电压可以减少电机和导线等装备的尺寸、降低逆变器的成本和提高能量转换效率等。

2. 高转速 电机的功率 P 与其转矩 M 和转速 n 成正比,即 P ∝ M.n,因此,在 M 一定的情况下,提高 n 则 可以提高 P;而在 P 一定的情况下,提高 n 则可降低电动机的 M,采用小质量和小体积的电机。因此 采用高速电机是电动汽车发展的趋势之一。现代电动汽车的高转速电机的转速可以达到 8000-12000r/ min,由于体积和质量都小,有利于降低整车的装备质量。

3. 转矩密度、功率密度大,质量轻,体积小。转矩密度、功率密度大指最大转矩体积比和最大 功率体积比。转矩密度、功率密度越大,HEV 电机驱动系统占用的空间越小。采用铝合金外壳等降 低电动机的质量。各种控制装置和冷却系统的材料等也应尽可能选用轻质材料。

4. 具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能,以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需 的功率与转矩;应具有自动调速功能,减轻操纵强度,提 see this site 华夏智能网高舒适性,能达到与内燃机汽车同样的控 制响应。

5. 需要有 4-5 倍的过载,以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求。

6. 具有高的可控性、稳态精度、动态性能,以满足多部电机协调运行。

7. 机械效率高、损耗少。

8. 可兼做发电机使用。 在车辆减速时,可进行制动能量回收,即再生制动,将一部分能量转化为电能储存在储能装置内。

9. 电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定,必须装备高压保护装置以保 证安全。

10. 能够在恶劣条件下可靠工作。电机应具有高的可靠性、耐低温和高温性、耐潮湿。并且运行 时噪声低,能够在恶劣的环境下长时间工作。

11. 结构简单,适合大批量生产,使用维修方便,价格便宜等。

12. 散热性好

二、电动汽车电机的类型

混合动力汽车( HEV)是利用发动机和电动机共同来驱动车轮行驶的。电机的种类很多,用途广泛, 功率的覆盖面非常大。但 EV 所采用的电机种类较少,功率覆盖面也较小。 混合动力汽车在不同的历史时期采用了不同的电机,最早是采用了控制性能好和成本较低的直 流电动机。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,这些电动机正在逐步取代直流电动。

三、直流电动机

(1)直流电动机的种类和基本性能 在混合动力汽车上最常见的直流电动机有串 励直流电动机和他励直流电动机两种。

1)串励直流电动机 串励直流电动机的励磁电流和电枢电流相等,能获得每单位电流的最高转矩,起动转矩大,有较好的起动特性以及较宽的恒功率调速范 围 , 有 利于提高混合动力汽车的动力性能。

2)他励直流电动机 他励直流电动机能够分别控制励磁电流和电枢电流,来实现对电动机的控制。他励直流电动机 具有线性特性和稳定输出特性,可以扩大其调速范围,能够实现在减速和制动时的再生制动,回收 一部分能量。

(2)直流电动机的特点

直流电动机的磁场和电枢可以分别控制,因此控制起来比较容易,而且控制性能较好。直流电 动机的容量范围很广,可以根据所需的转矩和最高转速来选用所需要的容量。直流电动机的制造技 术和控制技术都较成熟,驱动系统价格较便宜。 因为直流电动机上有电刷 、换向器等接触零件,它们容易磨损。在高速旋转时电刷与换向器之 间会产生火花,严重时形成“环火”,限制了直流电动机转速的提高。 直流电动机的优点是具有优良的电磁转矩控制特性,调速比较方便,控制装置简单、价廉 。缺 点是结构较复杂,效率较低,可靠性较差,重量大,体积大,价格高,需要经常维护和修理。

(3)直流电动机的控制系统

直流电动机在电源电路上可以采用少量的控制元器件,最常采用的有 IGBT 电子功率开关的斩波 器作为控制装置。IGBT 斩波器是在直流电源与直流电动机间的一个周期性的通断开关装置,斩波器 根据直流电动机输出转矩的需要,脉冲输出和变换直流电动机所需的电压 (从零到最高),与直流 电动机输出的功率相匹配,来驱动和控制直流电动机四、三相异步感应交流电动机

(1)三相异步感应交流电动机的类型与结构 三相异步感应交流电动机有鼠笼式异步感应电动机(简称感应电动机)和绕线式异步感应电动 机两种。 鼠笼式感应电动机是应用最为广泛的电动机 , 三相异步感应电动机的定子和转子由层叠 、压紧 的硅钢片组成,两端采用铝盖封装,在转子和定子之间没有相互接触的部件,结构简单,运行可靠, 经久耐用,价格低廉。

(2)三相异步感应交流电动机的基本性能 三相异步感应电动机的功率容量覆盖面很宽广,从零点几瓦到几千千瓦,最 高转速可以达到 10000~12000r/min,采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高,对环境的适应性好,并且能够实 现再生制动。与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量约要轻 50% 左右。三相异步感应电 动机已经能够大批量地生产,有各种不同型号规格的系列产品供用户选用。价格便宜,维修简单方便, 得到普遍的应用。

(3)三相异步感应交流电动机的控制系统 混合动力汽车上,一般采用发电机或动力电池组作为电源。三相异步感应电动机不能直接使用 直流电源,另外,三相异步感应电动机具有非线性输出特性。因此,在采用三相异步感应电动机时, 需要应用逆变器中的功率半导体交换器件,将直流电变换为频率和幅值都可以调节的交流电,来实 现对感应式电动机的控制。


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