關(guān)于大學(xué)生電動方程式汽車的安全回路設(shè)計

1、關(guān)于大學(xué)生電動方程式汽車的平安回路設(shè)計在賽車競賽中經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，其中不能及時切斷高壓動力輸出是電動賽車平安隱患之一。當(dāng)賽車遇到撞擊、高壓電接觸及其他緊急情況時應(yīng)及時切斷系統(tǒng)高壓動力輸出，來保證賽車手的平安。本文設(shè)計結(jié)合了森薩塔(Sensata)碰撞開關(guān)、本德爾(Bender)絕緣檢測裝置、KM自鎖電路、制動可靠性裝置等技術(shù)的電動方程式賽車平安回路。該平安回路設(shè)計能有效地通過絕緣檢測，碰撞傳感器也能及時切斷高壓輸出，提供整車的主動平安;車上多處設(shè)置的急停開關(guān)方便車手切斷高壓動力輸出保證賽車手和車外人員平安，進(jìn)步賽車的被動平安性能。因此，利用該平安回路設(shè)計可以及時作出有效的平安措施，減少事故發(fā)

2、生。1平安回路整體設(shè)計該平安回路包括sensata碰撞傳感器、Bender絕緣檢測傳感器、制動可靠性模塊(電壓比較模塊和延時比較模塊)、急停開關(guān)、200功率電阻、繼電器和穩(wěn)壓電源等。將上述模塊設(shè)計成開關(guān)量后和一個雙路繼電器串聯(lián)在一起，實現(xiàn)對高壓電路的控制，保證高壓斷開時，能接通放電電阻。2硬件設(shè)置2.1碰撞傳感器碰撞傳感器分為機(jī)電開關(guān)、電子開關(guān)和水銀開關(guān)3種。本文選用機(jī)電式碰撞開關(guān)，該開關(guān)具有本錢低、檢測精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。在實際測試過程中，當(dāng)碰撞開關(guān)受到6g至11g減速度時觸點就會斷開，從而使整個平安回路斷開高壓控制繼電器，同時閉合放電電阻使得賽車的電壓瞬間降至0V。2.2絕緣檢測模塊B

3、enderA-ISOMETERiso-F1IR155-3203是一種通用的絕緣檢測模塊，其工作電壓300V，設(shè)定的絕緣檢測響應(yīng)值為500/V，使用12V的車載電源供電。當(dāng)發(fā)生故障時模塊檢測到絕緣錯誤并及時降低pin8高電位輸出，同時通過KM互鎖電路實現(xiàn)錯誤信號的鎖定?？梢允褂煤唵蔚陌私抢^電器實現(xiàn)。該自鎖模塊具有簡單穩(wěn)定的特點，還可以有效防止外界干擾。2.3制動可靠性裝置通過開關(guān)量采集制動信號的輸出，利用霍爾元件采集直流母線上的電流數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為電壓量;然后利用Lm393雙路電壓比較集成器進(jìn)展兩路信號比較，斷定車手發(fā)出的指令是否得到執(zhí)行。假設(shè)電機(jī)控制器沒有執(zhí)行制動指令而是繼續(xù)加速，那么觸發(fā)制動可靠

4、性裝置中的光耦件動作，從而切斷整個賽車的動力輸出，保證制動的可靠性，同時監(jiān)控汽車的制動狀態(tài)。由于賽車在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生電磁干擾影響制動可靠性裝置的穩(wěn)定性，因此在電路信號采集中添加電容來過濾干擾信號，從而保證它的穩(wěn)定性。2.4放電電路通過將一個200的電阻串聯(lián)在一個常閉繼電器上來實現(xiàn)放電功能。當(dāng)繼電器接通時，放電電路斷開從而防止整車功率的消耗和錯誤的運(yùn)行。放電電阻控制端需接在繼電器的常閉端，當(dāng)賽車停頓工作時高壓系統(tǒng)就會連接放電電阻，從而保證賽車的平安性。3仿真結(jié)果通過MATLAB軟件模擬分析，計算放電過程中放電回路中的電壓u和電流i。u=300e(-t)/(200500F)(1)i=300/600e(-t)/(200500F)(2)電壓特性符合平安回路要求，在0.5s之后電壓值下降了90%以上，根本滿足平安要求。在0.5s之后電流下降了90%以上，根本滿足平安要求。4結(jié)語通過實際調(diào)試驗證，該方程式賽車平安回路中制動可靠性模塊、碰撞模塊、絕緣檢測模塊都工作正常，到達(dá)預(yù)期設(shè)計目的，整體方案比較完善。但是，還有一些地方需要進(jìn)一步完善，比方可以通過微電子電路實現(xiàn)電路錯誤信號的存放鎖定，增加無線傳輸從而實現(xiàn)錯誤數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程采集和分析等。該平安電路在實際賽車中進(jìn)展實車試驗，結(jié)