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电动汽车动力系统作业原理及解决方案

小编今天给大家谈谈什么是电动汽车动力系统。故名思议,就是通过外部动力实现电动汽车驱动驾驶、提供持续不断动力源的动力系统。在了解动力系统之前,

小编今日给咱们谈谈什么是电动轿车动力体系。故名思议,便是经过外部动力完成电动轿车驱动驾驭、供给继续不断动力源的动力体系。在了解动力体系之前,咱们先来了解下电动轿车。

什么是电动轿车?

依据百度百科上的说法,电动轿车(也称BEV)是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行进,契合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统轿车较小,其远景被广泛看好,但当时技能尚不老练。

电动轿车的分类

现在,咱们看到的电动轿车首要分为三种,一种是纯电动车(BEV),彻底由电机驱动的电动车;别的一种是混合电动轿车(也叫做复合电动轿车PHEV),一般指的是用油和电供给电动轿车动力源(即选用传统内燃机和电动机两者作为动力,可分隔时刻运用)的电动车;最终一种是燃料电池轿车(FCEV),选用的是氢氧混合燃料供给动力源,一般几分钟时刻就能够“充满电”,由于弥补的燃料是氢气,结合大气中的氧气化学作用发生动能,供给的是一种十分低碳环保的动力源。

电动轿车厂商

电动轿车厂商十分多,电动车使用范畴也十分的广泛,现在比较闻名的电动车厂商首要有特斯拉、比亚迪、丰田、日产、奇瑞、雪佛兰、本田、宝马、三菱、雷克萨斯等等。

特斯拉作为美国专心于电动车和动力公司,从08年推出首款Roadster运动跑车以来,在电动车范畴开展一向处于业界抢先地位,别离推出了Model S标准纯电动车、Model X奢华电动超跑、以及行将上市的 Model 3 ,在电动车自动辅佐驾驭技能更是抢先一步。

互联网造车热潮相同也带领电动轿车开展走向新高潮,本年1月初,法拉第FF与战略合作伙伴乐视正式推出首款量产车曝光,36小时全球预定量就达到了64124台。格力集团董明珠近期收买珠海银隆新动力,正式进军互联网轿车,奔向的方针也是洁净、纯真环保的电动车方向,处理的不仅是电动车动力问题,还有便是电动车储能的问题。

电动轿车动力体系及其作业原理

下面正式进入正题,什么是电动轿车动力体系?在这里咱们首先以典型的纯电动轿车动力体系解析:

电动轿车动力体系根本构成如下图所示,电力驱动子体系又由电控单元、操控器、电动机、机械传动设备和驱动车轮组成。自动力子体系由自动力、能量办理体系和充电体系构成。辅佐操控子体系具有动力转向、温度操控和辅佐动力供给等功用。

电力驱动及操控体系是电动轿车的中心,也是差异于内燃机轿车的最大不同点。电力驱动及操控体系由驱动电动机、电源和电动机操控设备等组成。电动轿车的其他设备根本与内燃机轿车相同。

纯电动轿车动力体系作业进程:

动力体系的作业进程是,依据从制动踏板和加快踏板输入的信号,电子操控器宣布相应的操控指令来操控电动机,调理电动机和电源之间的功率流。辅佐动力供给体系首要给动力转向、空调、制动及其他辅佐设备供给动力。除了从制动踏板和加快踏板给电动轿车输入信号外,转向盘输入也是一个很重要的输入信号,动力转向体系依据转向盘的角方位来决议轿车灵敏地转向。

下面再来简略介绍下混合电动轿车动力体系:

依据现在市面上的混合动力电动车的驱动结构,首要能够分为三大类:串联式、并联式和混联式。

(1) 串联式混合动力电动轿车

其结构原理图如下所示:

串联式混合动力电动轿车由发动机、发电机和驱动电动机三大首要部件总成组成。发动机只是用于发电,发电机所宣布的电能供给电动机,电动机驱动轿车行进。发电机宣布的部分电能向电池充电,延伸混合动力电动轿车的行进路程。别的电池还能够独自向电动机供给电能来驱动电动轿车,使混合动力电动轿车在零污染状态下行进。

(2) 并联式混合动力电动轿车

其结构原理图如下所示:

并联式混合动力电动轿车首要由发动机、电动/发电机两大部件总成组成,有多种组合方法,能够依据运用要求选用。两大动力总成的功率能够相互叠加,发动机功率和电动/发电机功率约为电动轿车所需最大驱动功率的o.5~1倍,因而能够选用小功率的发动机与电动/发电机,使得整个动力体系的安装尺度、质量都较小,造价也更低,行程也能够比串联式混合动力电动轿车的长一些,其特色愈加趋近于内燃机轿车。并联式混合动力驱动体系一般被2-9a在小型混合动力电动轿车上。

(3) 混联式混合动力电动轿车

其结构原理图如下所示:

混联式混合动力电动轿车归纳了串联式和并联式混合动力电动轿车的结构组成,首要由发动机、发电机和驱动电动机三大动力总成组成。发动机根本坚持稳运高效、节能的作业,发电机和电池供给驱动电动机电能以驱动电动轿车行进。

下面介绍几种电动轿车动力体系处理计划:

电动轿车以锂电池作为首要动力驱动,以其高能量密度优势、动力功用安稳为首要条件。电池办理体系BMS的重要相同显而易见。BMS是动力电池组的中心技能,也是电动车整车的要害环节。

现在电池办理体系有两种办理形式,别离为自动式均衡和被动式均衡两种办理形式。

两种办理形式各有优缺点,所选用的方法遍及为收集单体电池电压,串联电流,以及温度以及电池组的电压,然后将这些信号传给运算模块进行处理宣布指令,最终将整个处理的信息指令经过CAN通讯体系传送给轿车中心操控单元或整车VMS体系。

(一) ADI全阻隔式锂离子电池监控和维护体系

1.计划特色

锂离子电池组包含很多的电池单元,有必要正确监控才干进步电池功率,延伸电池寿数确保安全性。计划中的 6 通道 AD7280A 器材充任主监控器,向体系演示渠道评价板供给准确的电压丈量数据,而 6 通道 AD8280 器材充任副监控器和维护体系。

AD8280 是一款用于锂离子电池组的纯硬连线安全监控器,合作 AD7280A 运用时,可供给具有可调阈值检测和共用或独自报警输出的低本钱、冗余、备用电池监控器。它具有自测功用,因而合适混合动力电动轿车等高牢靠性使用或许不间断电源等高压工业使用。AD7280A 和 AD8280 均从监控的电池单元取得电源。

ADuM5404集成一个DC-DC转化器,用于向ADuM1201和ADuM1401阻隔器的高压端供电,以及向AD7280ASPI接口供给VDRIVE电源。这些4通道、磁性阻隔电路是安全、牢靠、易用的光耦合器代替处理计划。

2. 计划框图

3. 芯片参数

3.1 ADI AD7280A 参数

单颗处理 4-6 s 前端

12 Bit ADC 采样,均匀每通道采样时刻1 us

能够对6个通道的电压和温度进行监测,典型

精度达±1.6 mV (典型值)

多个 AD7280A 可选用菊花链衔接,单个电路

板最多可监控 48 个电池单元,转化只需7 μs

供给被动式电池单元平衡操控功用

转化形式下功耗小于6 mA

断电形式下功耗小于1.8 uA

SPI 通讯供给CRC 校验确保数据的牢靠性

3.2 ADI AD8280 参数

电压规模:6.0 V–30 V

多路输入可监控 3-6 路电池电压和 2 个温度

可调监控阀值:过压、欠压、过温

报警选项:独自或许共用报警

可经过菊花链方法衔接

(二) 英飞凌AUDO MAX产品系列

现在,根据高功用微操控器的高效FOC体系,为电动轿车和混合动力轿车驱动供给安全高效的处理计划发明了条件。

图1:运转于FOC形式的32位TriCore微操控器

英飞凌AUDO MAX系列十分适用于电机的操控。TriCore架构和MC-ISAR eMotor驱动程序可选用高档操控战略操控多台三相电机,包含无刷直流电机(BLDC)块交流(block commutation,BC)及永磁同步电机(PMSM)磁场定向操控(FOC)。单一微操控器乃至还能一起支撑BLDC和PMSM电机操控。比较于其他类型的电机而言,选用FOC操控的PMSM电机能效更高、磨损更小,而且能够完成准确操控和定位。特别是,这种电机支撑线性转矩操控,为将其用于混合电动轿车动力总成体系奠定了根底。

图2:电机操控中的电流操控环

图2显现了MC-ISAR eMotor驱动程序的电流操控环路,右侧为杂乱设备驱动(CDD)。这个时刻要害型电流操控环路在中止上下文中进行处理,处理时刻不超越50微秒。左边是附加的用于方位和转速操控的软件成分(SWC),由使用程序供给。

英飞凌AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驱动,可并行操控多达4台PMSM或BLDC电机,一起还能满意使用使命操控所需的功用。MC-ISAR eMotor和标准AUTOSAR MCAL驱动由同一装备东西整合,因而,用户可在同一界面中为AUTOSAR MCAL和MC-ISAR eMotor驱动装备微操控器资源,为无缝装备不同软件模块发明了条件。轿车ECU开发人员可专心于电机的使用相关操控,而无需改编电机的操控算法。为下降体系本钱,AUDO MAX系列还支撑直接旋转变压器形式,免除了加装旋转变压器IC的需求。AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驱动被规划用于支撑安全使用。

(三) TI推出电池自动式均衡负载技能

1.计划特色

TI引荐电动车所选用的自动均衡方法:每个电池芯藉由矩阵开关操控变压器与充电线路的组合,构成一个有调整功用的电压/电流蓄水池的功用,当电池芯由于屡次充放电后发生不一致性而导致整组电池充放电容量下降,可藉由后端衔接蓄水池的线路做调整,充电时不会由于监控到某个电池芯内压过高而中止充电,放电时也能够彻底的100%的开释动力,从而延伸电动车的行进间隔。

TI在阻隔式DC-DC自动均衡技能的动力转化功率高达87%。像EM1410芯片组由5颗中心芯片加上5颗电源供给芯片所组成,其间最首要的 EMB1432为十四信道AFE芯片、EMB1428为七信道闸操控器芯片,与EMB1499为七信道电压操控芯片等,来建构十四通道双向自动式电池芯均衡功用,串联14颗电池芯与最高60V作业电压,供给5V双向均衡电压与最大750V仓库输出电压才能,并满意AECQ-100车用电子验证标准。

2.芯片参数:

2.1 EMB1432Q

单颗处理 14S前端模仿

最高输入耐压60V

输出电压差错为+/- 1mV

SPI 通讯支撑1MHz

契合ACE-Q100轿车标准

2.2 EMB1428Q

最高输入耐压60V

SPI 通讯支撑1MHz

最低待机功耗(《100uA)

契合ACE-Q100轿车标准

2.3 EMB1499Q

最高输入耐压60V

SPI 通讯支撑1MHz

最低待机功耗(《30uA)

契合ACE-Q100轿车标准

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