电动汽车核心技术知识课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,华晨客车核心技术研发项目简介,华晨客车核心技术研发项目简介,一、华晨客车,核心技术研发的 总体目标,二、,SRM,电机研发项目简介,三、,SRM,控制系统及电源控制系统简介,一、华晨客车核心技术研发的 总体目标,一、华晨客车,核心技术研发的总体目标,1.,研发试制具有世界先进水平的电动汽车,SRM,动力总成；,2.,研发项目成果要获得国内专利；,3.,研发项目属于“十二五”新能源汽车发展规划“三纵三横”技术，争取获得国家政策支持，为取得新能源汽车生产资质奠定基础。,一、华晨客车核心技术研发的总体目标,二、,SRM,电机研发项目简介,目前由于纯电动汽车已作为我国“十二五”新能源汽车发展战略的重点，国内业界技术发展较快，作为核心技术之一的电机，目前的主流还是使用永磁同步电机和三相异步电机，配以相应的电机控制系统，但是这两种技术都存在难以克服的不足，并且结构复杂，成本较高。最近国外先进国家已开始研发新型的,SRM,电机技术并开始导入纯电动汽车，据收集到的信息，有西门子、东芝、日本电产、美国的艾玛松公司等技术研发走在前列，并逐步推广到出电动汽车外的机床、纺织、矿山机械甚至开始用于家电，据分析由于其优越的性能和性价比，在调速电机领域，将逐渐代替传统的直流电机、永磁同步电机和异步电机。,二、SRM电机研发项目简介,开关磁阻电机的英文缩写为,-SRM,。作为调速驱动应用呈现出许多显著的特点：,A.,开关磁阻电机不仅效率高，而且在很宽的功率和转速范围内能保持高效率，这是其他类型驱动系统难以达到的。这种特性对电动汽车的运行情况尤为合适，十分有利于提高电动汽车的续航能力。,B.,开关磁阻电机很容易通过采用适当的控制策略和系统设计满足电动车四象限运行的要求，并且还能在高速运行区域保持强有力的制动能力。,C.,开关磁阻电机结构简单，转子仅由矽钢片叠压而成，电机的绝大部分损耗集中在定子上，使得电机易于冷却，有很好的散热特性，因而开关磁阻电机能以小的体积取得较大的输出功率，减小电机体积和重量，适合制作轮毂电机。,D.,通过调整开关角和关断角，开关磁阻电机可以达到他励直流电机驱动系统良好的控制特性，而且这是一种完全纯逻辑的控制方式，很容易智能化。方便地满足不同运行特性的要求。,E.,开关磁阻电机的功率变换器与电机的励磁绕组是直接串联，不会出现直通故障，具有极高的故障容错能力，无论电机和功率变换器都十分坚固可靠，无需或很少维护，适用于各种恶劣，高温环境，有良好的适应性。,在诸多实践中证明开关磁阻电机驱动系统具有许多直流电机驱动系统和一般交流电机调速驱动系统难以比拟的明显优势，是电动车驱动系统中的强有力竞争者。,开关磁阻电机的英文缩写为-SRM。作为调速驱动应用呈现出许,对比项目,SRM,电机,异步电机,永磁同步电机,智能模块电机,温升性能,高速性能,环境影响性能,体积与重量,振动及噪音,効率,恒转矩输出范围,启动转矩,转矩密度,系统成本,温升性能高速性能环境影响性能体积与重量振动及噪音効率恒转矩输,EV,汽车,SRM,专用电机的当前已经开发的阶段性结果,EV汽车SRM专用电机的当前已经开发的阶段性结果,主要性能数据,额定输出功率,(kW):,19,额定电压,(V):,170,给定额定转速,(rpm):,2000,工作温度,75,定子铁芯数据,定子极数,12,定子外径,(mm):,175,定子内经,(mm):,120,定子极弧系数,0.56,铁心长度,(mm):,240,定子绕组数据,并联路数,4,每极匝数,20,并绕根数,5,线径,(mm):,1.219,转子铁芯数据,转子极数,8,气隙,(mm):,0.5,转子内径,(mm):,45,转子极弧系数,0.49,满载性能数据,输出功率,(W):,18784.2,输入功率,(W):,21716.9,效率,(%):,86.4958,额定转速,(rpm):,1837.52,额定力矩,(N.m):,97.6187,19kW SRM,轮边,电机的初步计算数据,定子,转子,EV,汽车专用,SRM,电机设计结果,目前该项目已利用外部资源完成电磁和结构设计可以进行样机试制，通过验机测试后的数据再行提升，并可申请专利。,定转子槽形,电机外形,主要性能数据额定输出功率(kW):19额定电压(V):170,SRM,电机设计性能曲线图,气隙电感波形图,对应不同转子位置，磁链与电流关系曲线族,转速与输出功率的关系曲线,转速与输出功率的关系曲线,SRM电机设计性能曲线图 气隙电感波形图 对应不同转子位置，,先进的,EV,汽车控制方式示意图（前驱）,先进的EV汽车控制方式示意图（前驱）,EV,汽车轮毂电机设计阶段性结果,（适用于,19R,轮胎,1.5T-2T,汽车）,目前该项目已利用外部资源完成电磁和结构设计可以进行样机试制，通过验机测试后的数据再行提升，并可申请专利。,EV汽车轮毂电机设计阶段性结果,24/16,极,3,相,15kw,开关磁阻电机设计数据,车速,km/h,6,48,60,84,120,156,168,主要性能数据,额定输出功率,(kW):,1.11,8.89,11.11,15.56,15.56,15.56,15.56,额定电压,(V):,20.4,126.6,156.9,217.6,217.6,217.6,217.6,给定额定转速,(rpm):,50,400,500,700,1000,1300,1400,负载类型,恒转矩,恒转矩,恒转矩,恒转矩,恒功率,恒功率,恒功率,定子铁芯数据,定子极数,24,24,24,24,24,24,24,定子外径,(mm):,400,400,400,400,400,400,400,定子内经,(mm):,280,280,280,280,280,280,280,铁心长度,(mm):,120,120,120,120,120,120,120,硅钢片牌号,DW315_50,DW315_50,DW315_50,DW315_50,DW315_50,DW315_50,DW315_50,定子绕组数据,并联路数,8,8,8,8,8,8,8,每极匝数,59,59,59,59,59,59,59,并绕根数,4,4,4,4,4,4,4,线径,(mm):,1.219,1.219,1.219,1.219,1.219,1.219,1.219,转子铁芯数据,转子极数,16,16,16,16,16,16,16,气隙,(mm):,0.8,0.8,0.8,0.8,0.8,0.8,0.8,转子内径,(mm):,80,80,80,80,80,80,80,满载性能数据,输入直流电流,(A):,108.504,79.8167,79.0534,78.3645,77.8512,77.5766,77.7144,相电流有效值,(A):,143.904,140.37,140.345,140.391,113.252,98.8293,95.364,相电流密度,(A/mm2):,3.85324,3.75862,3.75795,3.75917,3.03247,2.6463,2.55351,输出功率,(W):,1105.99,8803.78,11002,15396.6,15485.9,15464.5,15494.7,输入功率,(W):,2213.48,10104.8,12403.5,17052.1,16940.4,16880.7,16910.6,效率,(%):,49.9659,87.1247,88.7011,90.2916,91.4139,91.6107,91.627,额定转速,(rpm):,50.173,400.247,500.053,699.902,1001.63,1298.57,1403.09,额定力矩,(N.m):,210.5,210.045,210.101,210.068,147.639,113.721,105.456,24/16极3相15kw开关磁阻电机设计数据车速km/h64,这些曲线是在额定功率,15kW,额定转速,700 r/min,状态下计算出的特性曲线。,气隙电感波形图,额定输出时相电流曲线,最大输出时相电流波形图,磁链波形图,这些曲线是在额定功率15kW 额定转速 700 r/min,相电压波形曲线,对应不同转子位置，磁链与电流关系曲线族,转速与输出功率的关系曲线,效率与速度关系曲线,相电压波形曲线对应不同转子位置，磁链与电流关系曲线族转速与输,输出力矩与速度关系曲线,转速与电流关系曲线,各转速下转矩输出特性曲线,轮毂电机定转子槽型图,输出力矩与速度关系曲线转速与电流关系曲线各转速下转矩输出特性,轮毂电机基本结构图,轮毂电机基本结构立体展开图,轮毂电机安装示意图,轮毂电机基本结构图轮毂电机基本结构立体展开图轮毂电机安装示意,EV,汽车控制系统（,SRM,电机专用）,EV汽车控制系统（SRM电机专用）,电动汽车控制系统框图,本电动汽车控制系统是由中央控制器、电子控制模块、传感器、和执行器四部分组成。其中中央控制器作为系统的监控中心；每一个控制系统可以由各自的电子控制模块单独控制，控制模块分析处理各自的传感器采集得到的各种信号，并向受控装置（即执行器）发出控制指令，且将信息综合反馈给中央控制器；传感器是采集各种信息；执行器的功用是根据控制器的指令完成具体操作动作。如图,2,1,所示,。,电动汽车控制系统框图,电动汽车核心技术知识,类型,控制功能,系,统 名 称,控,制 项 目,电动汽车电子控制系统,驱动单元,电源管理,充电控制；送电控制；控制电源；,左轮控制器,左轮电机；电机输出扭矩、电子控制变速；轮制动力,右轮控制器,右轮电机；电机输出扭矩、电子控制变速；轮制动力,转向控制,ECPS,控制助力油压、气压或电动机电流；转向差速，运行差速；差速器锁止,防抱死制动控制（,ABS）,车轮制动力、滑移率,自诊断测试与失效保护控制,故障警告；存储故障代码；部件功能测试；传感器与执行器失效保护,行车单元,灯光控制模块,前照灯：焦距、光线角度；行车灯；车内灯,防盗控制模块,报警；遥控门锁、行驶自锁；玻璃升降；数字密码运行开关；数字编码门锁；方向盘自锁；,GPRS被盗定位,安全控制模块（,SRS）,气囊点火器点火时机；座椅安全带收紧控制，收紧器点火器点火时机；安全驾驶监控：驾驶时间；方向盘状态；驾驶员：脑电图、体温和心率,车辆稳定控制,悬架控制：车身高度；悬架刚度；悬架阻力；车身姿势（点头、侧倾、俯仰）,集成座椅控制,电动座椅控制：方向（向前、向后）；高低（向上、向下,显示单元,中控台显示,电池电量；行车速度；行驶里程；巡航状态，运行状态；汽车状态显示,巡航控制（,CCS）；驻车控制；空调控制,故障端口,外接故障查询端口,外接端口、综合控制,行车记录,行车黑匣子,车载电脑,车距；报警；紧急制动,音响娱乐；上网；,GPS导航；交通信息；车载电话；车内办公；,辅助驾驶,倒车雷达，自动入库,类型控制功能系 统 名 称控 制 项 目电动汽车,电池组管理模块构成,电池组管理模块构成,电池组管理模块构成,纯电动车上电池组是它的主要电源，车辆全靠电池组提供能量。根据电动汽车所采用的电池的类型和电池组的组合方法，电池组管理系统主要包括：,充电管理组,温度管理组；,电池管理组；,用电管理组,。,电池组管理模块要承担电池组的全面管理，保证电池组的正常运作，显示电池组的动态响应，剩余电量指示，电池故障报警等。使驾驶员随时都能掌握电池组的情况。另外还要有各种安全保障，避免因电池引起的各种事故。,电池组管理模块构成电池组管理模块构成电池组管理模块构成,驱动系统的控制,驱动系统 由电机控制器、电动机、减速器组成,（可视情况化简或取