• 歡迎光臨東莞市邦拓運控智能科技有限公司 收藏本站| 公司簡介| 公司環境
    全國統一熱線
    13570023444
    當前位置:主頁 > 新聞中心 > 技術動態 > 電動汽車電機驅動技術

    電動汽車電機驅動技術

    文章出處: 人氣:發表時間:2019-11-25 18:44

      電動汽車電機驅動技術_機械/儀表_工程科技_專業資料。第六章 電動汽車電機驅動技術 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 新能源汽車與傳統汽車相比,有那些不同? 新能源汽車一般情況下,是將驅動電機取代發動機 制器將電能轉換為機械能來驅動汽車行駛。

      第六章 電動汽車電機驅動技術 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 新能源汽車與傳統汽車相比,有那些不同? 新能源汽車一般情況下,是將驅動電機取代發動機 制器將電能轉換為機械能來驅動汽車行駛。 PPT模板下載:行業PPT模板: 節日P P T模板:素材下載: 背景圖片:圖表下載: 優秀PPT下載:教程: 教程: 教程: 資料下載:課件下載: 范文下載:試卷下載: 教案下載:論壇:發動機 電機 控制器 (ECU) 底盤 傳統汽車 車身 底盤 新能源汽車 車身 電器 電器 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 新能源汽車電機驅動系統主要由哪些部分組成? 機械系統:機械傳動、車輪等電氣系統:電機、功率轉換器、電子 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 電動汽車驅動原理分類: 電動汽車:主要以動力電池為能源源、全部或部分由電機 純電動汽車(EV) 插電式(PHEV) 電動汽車 混合動力電動汽車(HEV) 非插電式 燃料電池電動汽車(FCEV) 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 基本結構 蓄電池 逆變器 驅動電機 驅動軸 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 串聯式混合動力電動汽車 蓄電池 逆變器 驅動電機 驅動軸 蓄電池 發動機 特點:單一的動力裝置,兩個以上能量源 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 串聯式驅動系統示意圖 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 串聯式典型車型介紹 Coaster SHEV的外形 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 串聯式混合動力電動汽車 蓄電池 逆變器 驅動電機 耦合器 驅動軸 發動機 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 并聯式驅動系統示意圖 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 并聯式驅動系統組合驅動方式 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 插電式混合動力電動汽車 概念:可以利用電力網(包括家用電源插座)進行補 合動力電動汽車。 特點: (1)低噪音、低排放 (2)介于常規混合動力和純電動之間 (3)利用晚間“谷電”,降低使用成本 (4)動力電池需要具有深充和深放的能力 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 燃料電池電動汽車 組成:燃料電池發電機、燃料儲存裝置、驅動電機、動力 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 燃料電池電動汽車的基本結構 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 帕薩特領馭燃料電動車動力源 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 控制信號流 動力電源流 機械方式連 6.1 電動汽車電機驅動系統概述 電動汽車對驅動電機的性能要求 1、體積小、重量輕 鋁制外殼 2、在整個運行范圍內的高效率 3、低轉速大轉矩特性及寬范圍內的恒定功率特性 4、高可靠性 5、低價格 6、高電壓 DCDC 7、高轉速 6.2 電動汽車驅動電機 電動汽車驅動電機及其控制系統是電動汽車的心 臟,是把電能轉化為機械能來驅動車輛的部件。它的 任務是在駕駛人的控制下,高效率地將動力電池的能 量轉化為車輪的動能,或者將車輪上的動能反饋到動 力電池中。電能和機械能的相互轉化在電機轉子和定 子間的氣隙形成。 6.2 電動汽車驅動電機 目前電動汽車常用的電機及其驅動控制系統有4 種: 1)直流電機驅動系統,電機控制一般采用脈寬 調制(PWM)控制方式。 要點: 電源---直流,控制方式---PWM脈寬調制 勵磁方式: 1.永久磁鐵 2.勵磁繞組 6.2 電動汽車驅動電機 6.2 電動汽車驅動電機 6.2 電動汽車驅動電機 6.2 電動汽車驅動電機 什么是直流電機? ? 定義:將直流電能和機械能相互轉化 的旋轉電機,它可用作電動機或發電 機 直流電機的用途 1.作電源用——直流發電機 2.作動力用——直流電動機 3.信號的傳遞 作為測量元件——直流測速發電機 作為執行元件——直流伺服電動機 直流電6機.2的電優動缺汽車驅動電機 點 ?優點: 直流發電機的電勢波形較好,電磁干擾 較小。 直流電動機的調速范圍寬廣,調速特性 平滑。 直流電動機過載能力較強,起動和制動 轉矩較大。 ?缺點: 由于存在換向器,其制造、維護復雜, 價格較高。 6.2 電動汽車驅動電機 他勵: 勵磁繞組與電樞繞組無關 I=Ia Ia--電樞 電If-流-勵磁 電流 ? If ? R rf f I a ? E na U IR L ? 他勵式發電機 6.2 電動汽車驅動電機 If Rf Ia I Ea U 并勵式電動機 I R fC U If Ia n Ea 串勵式電動機 并勵: 勵磁繞組與電樞繞 串勵: 勵磁繞組與電樞 組并聯 繞組串聯 6.2 電動汽車驅動電機 基本轉速ne以下為恒轉矩區,基本轉速ne以上 為恒功率區。在恒轉矩區,勵磁電流保持不變,通 過改變電樞電壓來控制轉矩。在高速恒功率區,電 樞電壓不變,通過改變勵磁電流或弱磁來控制轉矩 。它的這種特性很適合汽車對動力源低速高轉矩、 高速低轉矩的要求,而且直流電機結構簡單,易于 平滑調速,控制技技術成熟。 6.2 電動汽車驅動電機 一、電流電樞繞組 基本作用知:識電樞繞組——功率繞組。當電樞繞組在磁 場中旋轉時將感應電勢,當電樞繞組中流通電流 時,電流和氣隙磁場相互作用將產生電磁轉矩。 通過電樞繞組直流電機進行電功率和機械功率的 轉換。 特點:直流繞組是閉合繞組。每個元件的兩端點 分別連接在兩換向片上,每個換向片連接兩個元 件,各元件依一定規律依次連接,形成閉合回路 。 6.2 電動汽車驅動電機 6.2 電動汽車驅動電機 u d Oa i d qd O b) E wt I d wt 6.2 電動汽車驅動電機 2)交流感應電機驅動系統,電機控制一般采用矢 量控制或直接轉矩控制的變頻調速控制方式。 3)交流永磁電機驅動系統,包括永磁同步電 機控制系統和水磁光明方波電機控制系統,其中永 磁同步電機控制一般采用矢量控制方法,永磁無刷 方波電機控制方法與直流電機控制相似。 4)開關磁阻電機驅動系統,電機控制一般采用 模糊滑??刂品椒?。 6.2 電動汽車驅動電機 電動汽車的電機驅動系統與傳統工業電機驅動系統差別較大 ,特點如下: 1)以電機轉矩或轉速為控制目標,加速踏板、制動踏板和 轉向盤的給定位置是電機轉矩或轉速的目標值,要求轉矩響 應快,波動小,穩定性好。 2)要求電機具有較寬的調速范圍,最高轉速是基速的2倍以 上,電機要能四象限工作。 3)為保證汽車動力性好,要求電機低速大轉矩輸出,并能 具有較大的過載距力,較長的過載時間,過載系數達2倍以 上,過載時間達3min以上,為保證最高車速,要求電機基速 以上處于一定恒功率輸出 4),電機驅動系統要求有高的功率密度和寬轉速范圍高效 工作區,系統效生大于80%的轉速區大于75%。 5)電機驅動系統可靠性好,電磁兼容性好,易于維護。 矢量控制 由于異步電機的動態數學模型是一個高階、非 線性、強耦合的多變量系統。上世紀60年代末由達 姆斯塔特工業大學(TU Darmstadt)的K.Hasse提出 矢量控制。在70年代初由西門子工程師F.Blaschke 在布倫瑞克工業大學(TU Braunschweig)發表的博士 論文中提出三相電機磁場定向控制方法,通過異步 電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。 矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步電 動機定子電流矢量,根據磁場定向原理分別對異步 6.3 永磁同步電機 永磁同步電機定子鐵芯與轉子鐵芯 6.3 永磁同步電機 永磁同步電機定子鐵芯與轉子鐵芯立體圖 6.3 永磁同步電機 嵌好繞組的永磁電機定子鐵芯 永磁同步電機的剖視圖 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 內定子鐵芯與外永磁轉子 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 有線圈的內定子與霍爾元件 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 電機組合在一起的的內定子與 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 八線根(REF+,REF-),霍爾傳感 (HALL-A/B/C),電機三對繞組3根(A/B/C) 6.3 矢量控制(FOC) 矢量控控制基本原理 FOC控制的基本思路基:模擬直流電機的控制方 法進行控制,根據線性變換以及變換前后磁勢和功 率不變的原則,通過正交變換將a-b-c三相坐標下的 數學模型變成α-β二相靜止坐標系(Clarke)的模型, 然后通過旋轉變換將二相靜止坐標系的模型變成兩 相旋轉坐標系(Park)的模型(d-q)。在α-β /d-q變換 下將定子電流矢量分解成按轉子磁場定向的兩個直 流分量id/iq(其中,id為勵磁電流分量、iq為轉矩電流 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 磁場定向控制系統(Field Oriented Control),簡稱F 經過上述變換之后得到: Te ? pn L2m Lr ismist ist --為勵磁電流 ism --為勵磁電流 6.3 矢量控制(FOC) 1、d、q軸是什么? d軸是電機中的直軸, q軸是交軸。是一個虛擬坐標 不存在),為了便于分析。勵磁磁場和轉子磁場會存在一 度(功角),可以把兩個磁場相互的作用力分解垂直于磁 呈90度交叉方向兩部分(就像把一個作用力分解成為X和 力一樣),轉子磁極的中心線作為直軸d,將垂直于d軸兩 間定義為q軸。 6.3 直流電動機調速依據 直流電動機的轉速n和其他參量的關系可表示為 n ? Ua ? IaRa Ce ?? 式中 Ua——電樞供電電壓(V); Ia ——電樞電流(A); Ф——勵磁磁通(Wb); Ra——電樞回路總電阻(Ω); Ce——電勢系數 6.3 矢量控制 ◆直流電機改變直流電機轉速方法有: 1、電樞變阻 2、電樞調壓 恒轉矩調速 3、改變磁通----恒功率調速 直流電機轉T矩em ? CT?Ia 6.3 永磁無刷直流電機(BLDC) 磁場定向控制系統(Field Oriented Control),簡稱F 經過上述變換之后得到: Te ? pn L2m Lr ismist ist --為勵磁電流 ism --為勵磁電流 6.3 模糊控制 ?適用對象: 模糊控制系統通常適用于難以建立解釋數學模 型的復雜系統的控制。 ?建立基礎: 模糊控制是以模糊集合論,模糊語言變量及模 糊邏輯推理為基礎的一種計算機數字控制。 ?包含模型: 模糊控制系統主要包括Mamdani模糊規則控制和 Takagi-Sugeno模糊模型(簡稱T-S模型)控制兩形 式。 6.3 模糊控制 模糊控制的基本原理 模糊控制系統的基本原理可由圖表示,它的核 心部分為模糊控制器,如圖中的虛線 模糊控制 模糊控制系統的基本算法可以概括為四個步驟: 1. 根據本次采樣得到的系統的輸出值,計算所選 擇之系統的輸入變量; 2. 將輸入變量的精確值變為模糊量; 3. 根據輸入變量(模糊量)機模糊控制規則,按 模糊推理合成規則計算控制量(模糊量); 4. 由上述得到的控制量(模糊量)計算精確量。 6.3 模糊控制 模糊化 在模糊控制系統的運行中,控制器的輸入、輸 出值是有確定值的清晰量,而在進行模糊控制時, 需要的是模糊量,因而需要轉換。 把做物清理晰以量 量語的 的言清 模變晰 糊量值化“轉。偏換差成”模x為糊例語,言設變x量的值實的際過取程值叫范 圍是連續值,且x∈[-6, 6]。將該語言變量模糊化 的過程如下: 1. 將連續論域X= [-6, 6]離散化:N=[-6, 5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6]; 2. 設定語言變量的語言值:NB, NM, NS, O, PS, PM,PB; 6.3 模糊控制 隸屬度賦值表 6.3 模糊控制 4. 將實際值與模糊值對應:如實際值x=-6, 它是離 散化后論域中的點,而且 故將-6模糊化NB;又如對實際值x=-0.8,將其四舍五 入取整是-1,由于 所以將實際值x=-0.8離散化為NS 一般情況下,如果x的實際取值范圍是連續值,且 x∈[a, b],要將其轉換成[-n, n]區間的離散值y, 則轉換公式為 y=2n[x-(a+b)/2]/(b-a) 6.3 模糊控制 對于離散化不不對稱的情況,如[-n,m],轉換 公式為 y=(m+n)[x-(a+b)/2]/(b-a) ? 模糊控制規則 模糊控制規則是由一系列if-then形式的模糊條 件語句所構成,條件句中的前件為系統的輸入或狀 態,后件是控制量。 ? 推理機制 模糊推理是指采用某推理方法,由采樣時刻的 輸入和模糊控制規則導出模糊控制器控制量的輸出 6.3 模糊控制 1. Mamdani模糊推理算法; 2. Larsen模糊推理算法; 3. Takagi-Sugeno模糊推理 算法; 4. Tsukamoto模糊推理算法 ; 5. 簡單模糊推理算法。 6.3 模糊控制 前面我們提到,對多輸入多輸出(MIMO)模糊 控制器,其規則庫均可以看成是多個獨立的多輸入 單輸出系統。因而,在此只考慮MISO系統。不失一 般性,考慮兩個輸入――一個輸出的模糊控制器。 設已建立的模糊控制規則為 6.3 模糊控制 R1: 如果x是A1 and y是B1,則z是C1 R2: 如果x是A2 and y是B2,則z是C2 ………… Rn:如果x是An and y是Bn,則z是Cn 設已知模糊控制器的輸入模糊量為:x是A’and y是 B’,則根據模糊控制規則進行模糊推理,可以得出 輸出變量z的值為C’計算如下: 6.3 模糊控制 其中包括了三種主要的模糊邏輯運算:and運算 ,合成運算“。”和蘊涵運算“→”。“and”運算 提出采用求交(取?。┗蚯蠓e(代數積)的方法; 合成運算“”提出采用最大-最小方法;蘊涵運算 “? →清”晰采化用(求反交模(糊R化c))或求積(Rp)的方法。 1. 最大隸屬度法:在模糊控制器的推理過程中, 取其隸屬度最大的元素作為精確值,去執行控 制的方法稱為最大隸屬度法。若輸出量模糊集 合C’的隸屬函數只有一個峰值,則取隸屬度為 最大者為清晰值;若輸出有多個元素的隸屬度 達到峰值,即設有 6.3 模糊控制 則取這些元素的平均中心值作為清晰值,即 或者取 2. 中位法:將隸屬度函數與以表示論域的橫坐標 所圍成面積分成相等的兩部分,取分界點為清晰值 。即設有z0滿足 則取z0為清晰值。 6.3 模糊控制 3. 重心法:重心法也稱力矩法,它是對模糊推理的 結果C的所有元素求取重心元素的方法,它有如下公 式 6.3 模糊控制 模糊控制器的設計過程 模糊控制器的設計包括如下幾個方面: 1. 確定模糊控制器的輸入變量和輸出變量(即控 制量); 2. 設計模糊控制器的控制規則; 3. 建立模糊化和非模糊化(清晰化)的方法; 4. 選擇模糊控制器的輸入變量和輸出變量的論域 并確定 模糊控制器的參數(如量化因子,比例因子等) 6.3 模糊控制

    此文關鍵字:汽車電機技術
    首頁 | 公司簡介 | 新聞中心 | 產品中心 | 企業風采 | 走進我們 | 聯系我們
    人妻中文字幕