電動汽車核心技術知識課件

1、華晨客車核心技術研發(fā)項目簡介華晨客車核心技術研發(fā)項目簡介一、華晨客車核心技術研發(fā)的 總體目標二、SRM電機研發(fā)項目簡介三、SRM控制系統(tǒng)及電源控制系統(tǒng)簡介一、華晨客車核心技術研發(fā)的 總體目標一、華晨客車核心技術研發(fā)的總體目標1.研發(fā)試制具有世界先進水平的電動汽車SRM動力總成；2.研發(fā)項目成果要獲得國內專利；3.研發(fā)項目屬于“十二五”新能源汽車發(fā)展規(guī)劃“三縱三橫”技術，爭取獲得國家政策支持，為取得新能源汽車生產資質奠定基礎。一、華晨客車核心技術研發(fā)的總體目標二、SRM電機研發(fā)項目簡介 目前由于純電動汽車已作為我國“十二五”新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略的重點，國內業(yè)界技術發(fā)展較快，作為核心技術之一的電機，

2、目前的主流還是使用永磁同步電機和三相異步電機，配以相應的電機控制系統(tǒng)，但是這兩種技術都存在難以克服的不足，并且結構復雜，成本較高。最近國外先進國家已開始研發(fā)新型的SRM電機技術并開始導入純電動汽車，據收集到的信息，有西門子、東芝、日本電產、美國的艾瑪松公司等技術研發(fā)走在前列，并逐步推廣到出電動汽車外的機床、紡織、礦山機械甚至開始用于家電，據分析由于其優(yōu)越的性能和性價比，在調速電機領域，將逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流電機、永磁同步電機和異步電機。二、SRM電機研發(fā)項目簡介開關磁阻電機的英文縮寫為-SRM 。作為調速驅動應用呈現(xiàn)出許多顯著的特點：A.開關磁阻電機不僅效率高，而且在很寬的功率和轉速范圍內能保持

3、高效率，這是其他類型驅動系統(tǒng)難以達到的。這種特性對電動汽車的運行情況尤為合適，十分有利于提高電動汽車的續(xù)航能力。B.開關磁阻電機很容易通過采用適當?shù)目刂撇呗院拖到y(tǒng)設計滿足電動車四象限運行的要求，并且還能在高速運行區(qū)域保持強有力的制動能力。C.開關磁阻電機結構簡單，轉子僅由矽鋼片疊壓而成，電機的絕大部分損耗集中在定子上，使得電機易于冷卻，有很好的散熱特性，因而開關磁阻電機能以小的體積取得較大的輸出功率，減小電機體積和重量，適合制作輪轂電機。D.通過調整開關角和關斷角，開關磁阻電機可以達到他勵直流電機驅動系統(tǒng)良好的控制特性，而且這是一種完全純邏輯的控制方式，很容易智能化。方便地滿足不同運行特性的要

4、求。E.開關磁阻電機的功率變換器與電機的勵磁繞組是直接串聯(lián)，不會出現(xiàn)直通故障，具有極高的故障容錯能力，無論電機和功率變換器都十分堅固可靠，無需或很少維護，適用于各種惡劣，高溫環(huán)境，有良好的適應性。在諸多實踐中證明開關磁阻電機驅動系統(tǒng)具有許多直流電機驅動系統(tǒng)和一般交流電機調速驅動系統(tǒng)難以比擬的明顯優(yōu)勢，是電動車驅動系統(tǒng)中的強有力競爭者。開關磁阻電機的英文縮寫為-SRM 。作為調速驅動應用呈現(xiàn)出許對比項目SRM電機異步電機永磁同步電機智能模塊電機溫升性能高速性能環(huán)境影響性能體積與重量振動及噪音効率恒轉矩輸出范圍啟動轉矩轉矩密度系統(tǒng)成本溫升性能高速性能環(huán)境影響性能體積與重量振動及噪音効率恒轉矩輸EV

5、汽車SRM專用電機的當前已經開發(fā)的階段性結果EV汽車SRM專用電機的當前已經開發(fā)的階段性結果主要性能數(shù)據額定輸出功率(kW):19額定電壓(V):170給定額定轉速(rpm):2000工作溫度75定子鐵芯數(shù)據定子極數(shù)12定子外徑(mm):175定子內經(mm):120定子極弧系數(shù)0.56鐵心長度(mm):240定子繞組數(shù)據并聯(lián)路數(shù)4每極匝數(shù)20并繞根數(shù)5線徑(mm):1.219轉子鐵芯數(shù)據轉子極數(shù)8氣隙(mm):0.5轉子內徑(mm):45轉子極弧系數(shù)0.49滿載性能數(shù)據輸出功率(W):18784.2輸入功率(W):21716.9效率(%):86.4958額定轉速(rpm):1837.52額定

6、力矩(N.m):97.618719kW SRM輪邊電機的初步計算數(shù)據 定子轉子 EV汽車專用SRM電機設計結果目前該項目已利用外部資源完成電磁和結構設計可以進行樣機試制，通過驗機測試后的數(shù)據再行提升，并可申請專利。定轉子槽形電機外形主要性能數(shù)據額定輸出功率(kW):19額定電壓(V):170SRM電機設計性能曲線圖 氣隙電感波形圖 對應不同轉子位置，磁鏈與電流關系曲線族轉速與輸出功率的關系曲線轉速與輸出功率的關系曲線SRM電機設計性能曲線圖 氣隙電感波形圖 對應不同轉子位置，先進的EV汽車控制方式示意圖（前驅）先進的EV汽車控制方式示意圖（前驅）EV汽車輪轂電機設計階段性結果 （適用于19R輪

7、胎1.5T-2T汽車）目前該項目已利用外部資源完成電磁和結構設計可以進行樣機試制，通過驗機測試后的數(shù)據再行提升，并可申請專利。EV汽車輪轂電機設計階段性結果24/16極3相15kw開關磁阻電機設計數(shù)據車速km/h6486084120156168主要性能數(shù)據額定輸出功率(kW):1.118.8911.1115.5615.5615.5615.56額定電壓(V):20.4126.6156.9217.6217.6217.6217.6給定額定轉速(rpm):50400500700100013001400負載類型恒轉矩恒轉矩恒轉矩恒轉矩恒功率恒功率恒功率定子鐵芯數(shù)據定子極數(shù)24242424242424定子

8、外徑(mm):400400400400400400400定子內經(mm):280280280280280280280鐵心長度(mm):120120120120120120120硅鋼片牌號DW315_50DW315_50DW315_50DW315_50DW315_50DW315_50DW315_50定子繞組數(shù)據并聯(lián)路數(shù)8888888每極匝數(shù)59595959595959并繞根數(shù)4444444線徑(mm):1.2191.2191.2191.2191.2191.2191.219轉子鐵芯數(shù)據轉子極數(shù)16161616161616氣隙(mm):0.80.80.80.80.80.80.8轉子內徑(mm):80

9、808080808080滿載性能數(shù)據輸入直流電流(A):108.50479.816779.053478.364577.851277.576677.7144相電流有效值(A):143.904140.37140.345140.391113.25298.829395.364相電流密度(A/mm2):3.853243.758623.757953.759173.032472.64632.55351輸出功率(W):1105.998803.781100215396.615485.915464.515494.7輸入功率(W):2213.4810104.812403.517052.116940.416880.7

10、16910.6效率(%):49.965987.124788.701190.291691.413991.610791.627額定轉速(rpm):50.173400.247500.053699.9021001.631298.571403.09額定力矩(N.m):210.5210.045210.101210.068147.639113.721105.45624/16極3相15kw開關磁阻電機設計數(shù)據車速km/h64這些曲線是在額定功率15kW 額定轉速 700 r/min 狀態(tài)下計算出的特性曲線。氣隙電感波形圖額定輸出時相電流曲線最大輸出時相電流波形圖磁鏈波形圖這些曲線是在額定功率15kW 額定轉速

11、 700 r/min 相電壓波形曲線對應不同轉子位置，磁鏈與電流關系曲線族轉速與輸出功率的關系曲線效率與速度關系曲線相電壓波形曲線對應不同轉子位置，磁鏈與電流關系曲線族轉速與輸輸出力矩與速度關系曲線轉速與電流關系曲線各轉速下轉矩輸出特性曲線輪轂電機定轉子槽型圖輸出力矩與速度關系曲線轉速與電流關系曲線各轉速下轉矩輸出特性輪轂電機基本結構圖輪轂電機基本結構立體展開圖輪轂電機安裝示意圖輪轂電機基本結構圖輪轂電機基本結構立體展開圖輪轂電機安裝示意EV汽車控制系統(tǒng)（SRM電機專用）EV汽車控制系統(tǒng)（SRM電機專用）電動汽車控制系統(tǒng)框圖本電動汽車控制系統(tǒng)是由中央控制器、電子控制模塊、傳感器、和執(zhí)行器四部分

12、組成。其中中央控制器作為系統(tǒng)的監(jiān)控中心；每一個控制系統(tǒng)可以由各自的電子控制模塊單獨控制，控制模塊分析處理各自的傳感器采集得到的各種信號，并向受控裝置（即執(zhí)行器）發(fā)出控制指令，且將信息綜合反饋給中央控制器；傳感器是采集各種信息；執(zhí)行器的功用是根據控制器的指令完成具體操作動作。如圖21所示。電動汽車控制系統(tǒng)框圖電動汽車核心技術知識課件類型控制功能系 統(tǒng) 名 稱控 制 項 目電動汽車電子控制系統(tǒng)驅動單元電源管理充電控制；送電控制；控制電源；左輪控制器左輪電機；電機輸出扭矩、電子控制變速；輪制動力右輪控制器右輪電機；電機輸出扭矩、電子控制變速；輪制動力轉向控制ECPS控制助力油壓、氣壓或電動機電流；轉

13、向差速，運行差速；差速器鎖止防抱死制動控制（ABS）車輪制動力、滑移率自診斷測試與失效保護控制故障警告；存儲故障代碼；部件功能測試；傳感器與執(zhí)行器失效保護行車單元燈光控制模塊前照燈：焦距、光線角度；行車燈；車內燈防盜控制模塊報警；遙控門鎖、行駛自鎖；玻璃升降；數(shù)字密碼運行開關；數(shù)字編碼門鎖；方向盤自鎖；GPRS被盜定位安全控制模塊（SRS）氣囊點火器點火時機；座椅安全帶收緊控制，收緊器點火器點火時機；安全駕駛監(jiān)控：駕駛時間；方向盤狀態(tài)；駕駛員：腦電圖、體溫和心率車輛穩(wěn)定控制懸架控制：車身高度；懸架剛度；懸架阻力；車身姿勢（點頭、側傾、俯仰）集成座椅控制電動座椅控制：方向（向前、向后）；高低（向

14、上、向下顯示單元中控臺顯示電池電量；行車速度；行駛里程；巡航狀態(tài)，運行狀態(tài)；汽車狀態(tài)顯示巡航控制（CCS）；駐車控制；空調控制故障端口外接故障查詢端口外接端口、綜合控制行車記錄行車黑匣子車載電腦車距；報警；緊急制動音響娛樂；上網；GPS導航；交通信息；車載電話；車內辦公；輔助駕駛倒車雷達，自動入庫類型控制功能系 統(tǒng) 名 稱控 制 項 目電動汽車電池組管理模塊構成電池組管理模塊構成電池組管理模塊構成 純電動車上電池組是它的主要電源，車輛全靠電池組提供能量。根據電動汽車所采用的電池的類型和電池組的組合方法，電池組管理系統(tǒng)主要包括：充電管理組溫度管理組；電池管理組；用電管理組。 電池組管理模塊要承擔

15、電池組的全面管理，保證電池組的正常運作，顯示電池組的動態(tài)響應，剩余電量指示，電池故障報警等。使駕駛員隨時都能掌握電池組的情況。另外還要有各種安全保障，避免因電池引起的各種事故。電池組管理模塊構成電池組管理模塊構成電池組管理模塊構成 驅動系統(tǒng)的控制驅動系統(tǒng) 由電機控制器、電動機、減速器組成（可視情況化簡或取消），目的是按照不同的需求驅動車輪運轉，雙電機的情況下，可實現(xiàn)電子差速器、ABS、EPS等諸多功能而無需增加其它的部件。L395mmW545mm H100mm 驅動系統(tǒng)的控制L395mmW545mm H100mm 驅動開關電路 1.不對稱橋式電路（雙開關式）可適應于任意相數(shù)的開關磁阻電機。這種變換器最靈活、應用最廣泛、效率很高。而且如果出現(xiàn)兩相同時工作的情況，由于是各相獨立的結構，因而互不影響。但是所需元件數(shù)量多，因此成本較高，主