电动轿车邱健蓄电池Trojan电瓶的驱动系统规划

电动轿车的驱动系统规划

1电动轿车控制系统中矢量控制技术

 

电动轿车系统控制电路中系统功率部分选用直-交电压型电路，功率回路有蓄电池、滤波电路和智能功用模块IPM逆变电路组成。系统控制器选用TI公司推出的TMS320LF2812-DSP作为控制主芯片，用它来结束电子差速算法、及高阶控制器离散化的鲁棒控制器，它们的结束需求记忆很多的历史数据，且结束电动机矢量控制系统的转速控制器、电流控制器的算法、以及电压空间矢量PWM的产生、A/D转化以及坐标转换等。辅佐电路由速度检测电路、电流检测电路以及缺点检测电路等组成。结束异步电机的转速检测、电流检测以及转速和电流的双闭环控制。DSP控制器担任将电动轿车驾御员根据自己的目的与行车线路给定政策车速Vc、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速、蓄电池电压、电容储能情况等进行A/D转化，运用电子差速算法核算电机的转速和方位，终究运用矢量控制算法和鲁棒控制算法，得到电压空间矢量PWM的控制信号，通过光电隔绝电路后，驱动IPM功率开关器件。DSP控制器还担任整个系统的维护和监控，一旦系统出现过压、过电流、欠压等缺点，DSP将封闭SVPWM输出信号，以维护IPM模块。异步电动机矢量控制基本思维就是把异步电机的电子电流分解为直轴电流分量ids和交轴电流分量iqs。矢量控制战略是当转子磁通恒守时，电磁转矩与定子电流的q轴分量成正比，通过控制定子电流的q轴分量就可以控制电磁转矩。这样由定子电流d轴分量控制转子磁通，q轴分量控制转矩结束了系统的彻底解耦控制，构成通过SVPWM逆变调制信号，将期望电压矢量值供应逆变器，对异步电机进行供电，一旦控制器的参数设定好后，在电机的工作条件不产生改变的前提下，这个控制系统具有较好的动态照应功用。但因为电动轿车内行进进程中路途工况复杂，且驾御方式多变，那么电机的本身参数也随之改变，如果不对速度控制器的参数和输出不进行校正，驾御功用会变差，所以运用通过脉冲编码盘获得的电机速度n反应值，与通过电子差速算法输入的速度参考量refn和转向信号构成闭环。一同编码盘的另一个作用是获得转子的肯定方位，然后通过磁通观测环节，输出正确的磁通角θ以结束准确的PARK逆转换，这样对输出进行及时的校正，使真个系统在工作条件产生变化时，加快动态照应进程。为了按捺搅扰对控制差错的影响，使得闭环控制系统正常作业，系统中的速度调度器选用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度规划算法以加强内部稳定性。选用矢量控制计划的交流异步电机的系统结构如图1所示。

 

2控制器硬件电路规划

 

控制系统的任务是根据驾御员根据由方向盘、驱动踏板和制动踏板设定的指令信号，以及车辆当前的工作情况，即电机转速、蓄电池电压、电容储能情况等。首要调度主回路使其作业于某一特定的情况，然后调度相应功率器件的占空比，使电机电枢电流或许储能器件的充电功率满意驱动或制动踏板设定的指令值。控制系统硬件部分为以美国德州仪器（TI）公司的TMS320F2812型DSP（数字信号处理器）芯片为优异的控制电路板和相应的外围电路构成，如图2所示。系统主回路的电压、电流信号及驱动和制动踏板方位信号经传感器收集后，通过信号调度电路由DSP的A/D转化模块进行模数转化。控制系统的输出为多路SVPWM信号，电路中选用Avago公司的HCPL-316J门驱动光电耦合器对SVPWM信号进行处理，经光耦隔绝处理后接入IGBT的门极。IGBT的缺点信号经光耦隔绝后接入DSP的功率驱动维护间断引脚。在主回路进行相应的调整后可用于电机的驱动和再生制动控制，霍尔传感器检测到的电机转子方位信号经信号调度电路接入DSP的捕获单元。制动系统由电机和能量储存器件，即超级电容或许高速飞轮组成。车辆制动时，电机在驱动控制系统的调度下作业于发电机工况，将车辆的部分动能或重力势能转化为电能通过控制储存在超级电容或飞轮中。这部分能量在车辆加快和爬坡时释放出来，帮忙电池向电机供电，使回收的能量得到再运用。超级电容通过双向DC/DC连接到直流母线，和电池并联通过电机控制器向电机供电。电机控制器在刹车踏板被踩下后，使电机作业于发电机工况，将回馈能量送至直流母线；双向DC/DC作为超级电容充放电控制器运用。车辆制动时将直流母线上的电机回馈能量进行电压转换后向超级电容充电；车辆起动或加快时使电容放电，电容储存能量经电压转换后送至直流母线，和电池并联向电机供电，一方面改进车辆加快功用，其他还可以防止电池大电流放电，延长电池寿命。控制系统外围电路首要包含PWM输出与IGBT缺点信号输入光耦隔绝电路，主回路电压、电流信号调度电路，以及电机转子方位检测信号调度电路。

 

3控制系统软件规划

 

控制系统软件规划选用根据空间磁场定向控制战略，即在速度控制器选用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度规划算法，系统q轴、d轴电流环选用PI控制器。运用TMS320F2812强大的实时算术运算能力，对异步电机的速度、转矩进行实时控制。系统控制软件先结束系统的初始化作业，包含DSP的内核初始化，模数转化（ADC）子模块的初始化，以及PWM输出子模块的初始化和数字输入输出（DIO）子模块的初始化。系统初始化结束后进入等待守时器周期间断循环情况。控制软件主程序如图3所示。图3控制器主程序流程图主回路的电压、电流和车辆的驱动、制动指令经滤波电路输入到DSP中，在守时器周期间断服务子程序中，首要对这些信号进A/D转化和数字滤波，在控制系统对车辆的工作情况做出判断后，工作相应的控制算法，并用控制量，即IGBT的占空比设置相应的PWM模块及PWM引脚的输出。间断处理模块程序流程图如图4所示。

 

4试验作用

 

以7.5KW电动轿车用交流异步电机为控制政策，其最大功率15KW、额定电压72V、额定扭矩为32N.m、最大转速为5600rpm、功率95%，根据异步电机的技术指标得到在MTS-II电机测试台架上的测试作用如表1，电机及其控制器外特性曲线如图5。将给定政策车速cV、方向盘转角信号、刹车信号、电机转速检测信号、蓄电池电压、电容储能情况等进行A/D转化的信号输入到上述规划的驱动控制系统中，相应交流电机侧得的技术参数如电压为72V、输入功率为6.6KW，转矩得到11.9N.m、转速为4609rpm、输出功率为5.7KW、均低于额定值。根据试验作用标明，电动轿车异步电机驱动控制用具有较好的系统稳定工作功用，较快的转速照应速度、到达预期的规划作用。

 

5定论

 

选择适合的电动机是进步各类电动轿车性价比的重要因素，因此研发或完善能一同满意车辆行进进程中的各项功用要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高级特色的电动机驱动办法显得极其重要。本文从选择适合的交流选择异步电机，规划根据矢量控制的变频调速系统，选用H∞鲁棒标准控制问题的混合灵敏度规划算法，处理复杂系统在不确定条件下保持系统可靠性和稳定性；选用的新式的PWM调制办法——空间电压矢量（SVPWM）脉宽调制原理与结束直-交PWM电流源型异步电机变频器控制器，进步了能量的运用功率；一同选用电子差速控制技术，处理电动轿车展开瓶颈中的电机及其控制系统中需求和谐控制电机差速，结束倒退，转弯等功用。通过以上技术运用与传统PID控制器比较，非线性办法具有更好的控制作用，改进了电动车工作的稳定性和可靠性，而且在制动进程中可以回收更多的能量，进步了整车的能量运用功率，并且再生能源方便地回馈到电动轿车的蓄电池中，结束了能量回收。

 

作者：黄英 殷军 单位：江苏省光伏风电控制工程技术研发中心 姑苏经贸工作技术学院 姑苏秉立电动轿车科技有限公司

 

电动轿车论文:电动轿车工业展开办法主张

镇江市展开电动轿车工业拟采用相应办法宜根据上述SWOT剖析得出的战略定位，关键针对其劣势与机会，充分发挥政府、大学及科研院所、企业、科技中介等安排主体协同联动效应，合理配备技术、人力、资金、公共服务、根底设备等科技资源，构成政务、商务、研发，科技服务等“组合拳”，大力推进镇江科技电动轿车工业获得长足展开。

 

1.完善新能源电动轿车技术立异研发系统

 

现在世界各国电动车展开真正进入工业化阶段的只需日本丰田，美、法、德、英紧随其后。研发技术虽已获得一些展开，仍然存在不少瓶颈有待打破，如若不能在下降燃料电池和氢气存储系统本钱上有所打破，那么燃料电池轿车至少在2030年前不具有大规划工业化成熟条件；我国政府在“863计划”中明晰提出电动轿车展开关键：建立“燃料电池轿车展开居首位，第二为混合动力电动轿车，纯电动轿车统筹的基本原则”。为此，可考虑由政府牵头，联合本地江苏大学、江苏科技大学在北汽集团镇江公司建立企业作业站，特别江苏大学轿车学院在轿车研发方面具有必定技术研发实力与实践经验堆集，应尽早让科研安排与高校介入企业研发，弥合工业与学术届信息不对称隔阂，使技术研发与北汽二期开发出产电动轿车在时间与空间上结束无缝对接，及早构成多方协作的科研立异合力。在企业作业站根底上组成部级立异途径，结合本地研发实力与要素资源关键打破动力电池、驱动电机、电子控制、快速充电设备等要害技术；推进产学研联盟制作，逐步构成集整车制造、要害部件与新材料、配套技术运用等为一体的研发规划安排；抢先进行相关技术专利申报，活泼参与全国新能源电动车技术标准制定，争夺创立部级新能源轿车研发途径和工业演示基地。

 

2.加强新能源轿车展开各项政策扶持力度

 

根据省市原先政策办法如：《江苏省新能源轿车工业展开规划纲要》，《镇江“十二五”展开规划》，《镇江市城市总体规划》，《镇江市综合交通规划》，《镇江市公交规划》等政策文件，进一步加强相关政策扶持力度。电动轿车研发本钱与价格均较高，可恰当采用政府补助办法，对企业研发和个人购买电动轿车予以支撑；鉴于人们对传统轿车依赖的思维惯性，在原先估计根底上，可以公交为打破口推进演示推广，恰当将镇江市2015年公交电动轿车保有量进步至20％－30％。尔后逐步推进并培养私家与租赁电动轿车消费商场；通过政策引导电动轿车消费与日常维保新商业方式，比如电动机车与电池价格均较高，可以学习其他地区一些做法，探索“车电分离”运营方式，通过在政策和资金方面扶持充电设备运营商及融资租赁安排，由特许经营商将“裸车”租赁给公交公司，供应电池并保证其运用年限，然后缓解公交企业一次性付出压力；通过政策引导，恰当下降车贷利率，并供应相应优惠电价，以促动人们消费活泼性。

 

3.构成促进新能源轿车推广运用长效机制

 

通过电视、网络、报刊等媒体，活泼宣传低碳环保理念，使环保知道众所周知，令各方潜在消费群明晰新能源电动轿车是人类未来交通工具展开趋势；活泼进行充电桩配套设备及电动轿车日常维保方面认证、规划和制作。在总结堆集根底上，构成相应技术与运营办法特有方式。鉴于国内外在电动轿车纯技术方面研发及标准设定已走在本市前列，但我们在充电配套及日常维保方面的技术与商业运作方式仍然有望构成标准化系列配套方式并推广至其他省市，为镇江电动轿车工业在全国乃至世界范围内推广与出售奠定坚实支撑。以北汽落户镇江为发端，由政府安排牵头组成招商团，加快工业园区根底实施制作，给予必定政策优惠。进一步活泼引进电动整车、配套部件、电极材料、充电设备和其他相关系列出产厂家出资。比如：整车领域的比亚迪、五龙等，动力电池、电机、总控领域有沃特玛、长河动力、汇川科技、航盛电子等，充电设备有奥特迅、巴斯巴；电池隔阂、正负极材料方面有星源原料、惠程电器、贝特瑞等。这样有助于本市工业结构晋级由粗放型转入深度精细化，有望终究构成以龙头企业带动，要害零部件及相关材料和配套工业有机整合的新能源轿车工业链群系统。这是镇江电动轿车工业展开由扭转型战略跃迁至增加型战略的要害，使其成为我市复兴地方经济的又一绿色高科技支柱工业。

 

4.推进人才培养引进与金融支撑

 

21世纪谁掌握了要害人才与技术，谁就把控了某一工作展开先导与契机，为此加快人才培养与引进步伐刻不容缓。电动轿车工作展开不只需求各种高精研发人员，关于各类出售、出产线操作、出产工艺、后期维保等各层级相关工程处理技术人员需求量也很大。结合当地现有高级、高职院校及技师学院教育布局，各高校可根据本身科研根底与办学特色，针对工业展开实践需求，分层分类培养各种工程技术与处理、出售人员。比如江苏大学与江苏科技大学可以拓荒与整车、各项零部件出产及充电设备有关的研究生层面研发人员，及工业工程专业本科生；镇江高专正活泼筹建轿车学院，培养电动轿车处理、出售及日常维保方面的技术与处理人员；交通技师学院和镇江技校可以相应培养电动车修补、充电站维护、出产线操作等技术工人等。但是，人员培养有其滞后性，特别高端人才培养很难一蹴即至，为此有必要从全国乃至海外引进高端技术人才，政府安排及用人单位应在作业条件、收入待遇、爱人随调、研发费用、日子设备、子女入学等方面给予恰当歪斜，这样才华留住并用好人才。鉴于新能源电动轿车前期研发，出产及配套充电站制作等方面资金投入颇巨，仅一座大型充电站制作动辑上千万，资金缺口较大。可以采用梯度出资，逐步完善，使配套设备出资规划与投产速度相匹配。此外，轿车厂商因为巨额出资及技术和商场开发不确定性，囿于传统车型既得利益，对新能源电动车研发与出产活泼性不高。这一心态亦会蔓延至金融领域，使电动轿车在研发、出产、配套设备制作，出售等方面的信贷规划与流向受到限制。为此政府要对各金融安排做当令引导，使其明晰：加大相应信贷力度，支撑科技型新能源交通“功在当代，利在千秋”，不能只管眼前利益而忽视长远展开。此外应加强电动轿车在出产、研发、推广、日常维护等方面安全处理，促进信息化全面晋级，以利于以电动轿车为龙头的新能源高新工业链逐步成形。