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多繞組純電動汽車動力電源控制系統研究

來源:钜大LARGE    2019-09-06    點擊量:112

摘要:本系統爲采用三路電池同時或者單獨給九繞組電機供電的電動汽車動力系統,在主控制單元TSM2812的控制下並行工作,從而保證輸出的三組電壓同步,當某組蓄電池出現故障時,系統可以自動檢測到其故障原因,通過主控單元封鎖逆變器驅動脈沖使相應的逆變器停止工作,保證各組電池組獨立,減弱了電池的成組效應,提高系統可靠性,保障行車安全;同時,該系統有效避免蓄電池放電時間過長,影響蓄電池使用壽命。爲新能源純電動汽車的推廣提供了一種全新的控制理念和技術保障。


0引言


我國正在成爲全球最大的汽車生産和消費國。汽車逐漸成爲人們必需的代步工具,汽車對能量的消耗逐年增加。到2020年,車用燃油的缺口將達到1.24億噸。我國汽車行業面臨能源危機,節能減排是新一代新能源汽車的重大挑戰。同時汽車尾氣排放已成爲貢獻PM2.5的主要來源之一。新能源汽車將成爲能源動力系統的一次技術革命,是擺脫汽車對石油資源依賴、實現可持續發展的根本途徑之一。在中國,新能源汽車的發展重點是電動汽車。發展電動汽車被普遍認爲是實現動力系統轉型、解決能源和環境危機的根本途徑。電動汽車的技術不成熟和電動汽車未來幾年的發展需求的矛盾,形成了目前純電動汽車産業推進緩慢的被動局面。


1系統工作原理


本系統爲采用三路磷酸鐵锂電池供電的電動汽車動力系統。它包括微電腦處理器、SPWM發生器、門極驅動模塊(三路)、逆變模塊(三路)、動力電池組(三組)、多繞組電動機、故障檢測保護模塊、顯示模塊、告警模塊以及設定輸入模塊。


其中每一組動力電池組通過對應逆變模塊向多繞組電機中的一組繞組獨立提供能量。各逆變模塊受控于對應門極驅動模塊的控制。系統總體結構如圖1所示,三組逆變器分別由三組锂電池組供電,在主控制單元的控制下並行工作,從而保證輸出的三組電壓同步,當某組蓄電池出現故障時,系統可以自動檢測到其故障原因,通過主控單元封鎖逆變器驅動脈沖使相應的逆變器停止工作,保證各組電池組獨立,可有效防止因爲某一組電池組出現故障,影響其余電池工作,減弱了電池的成組效應,提高系統可靠性,保障行車安全;同時,通過智能的電池管理系統可有效避免蓄電池過充、過放電問題,使磷酸鐵锂電池的使用壽命延長三倍以上。


該系統采用三組蓄電池並聯供電和多繞組電機驅動的方法,在不降低驅動功率的前提下,降低了系統工作電壓,提高了安全性,降低了安裝調試難度。


采用三組蓄電池並聯供電,能夠有效解決蓄電池成組效應導致的電池壽命縮短、供電可靠性降低等問題,可防止蓄電池過放電,延長蓄電池使用壽命;使系統供電連續可靠,保障行車安全。


2系統硬件設計


本次設計采用三組電池同時對九繞組異步電動機進行供電,在故障時通過封鎖逆變器,切斷故障電路的供電。逆變器由驅動模塊進行驅動。在整個工作過程中故障檢測模塊對系統的參數如電壓、電流和電機轉速等進行檢測,並將檢測結果傳送到DSP控制中心進行處理,DSP針對處理結果做出相應反應。結構框圖如圖2所示。


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