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電動汽車的電氣系統(tǒng).ppt

上傳人:za****8 文檔編號:15694517 上傳時間:2020-08-30 格式:PPT 頁數(shù):19 大?。?.96MB
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1、電動汽車的電氣系統(tǒng),1.電氣系統(tǒng)的組成,電氣系統(tǒng)是電動汽車的神經(jīng),承擔(dān)著能量與信息傳遞的功能,對純電動汽車的動力性、經(jīng)濟性、安全性等有很大的影響,是電動汽車的重要組成部分。 組成:低壓電氣系統(tǒng)、高壓電氣系統(tǒng)、整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),1.電氣系統(tǒng)的組成,電動汽車電氣系統(tǒng)組成圖,高壓電氣系統(tǒng):動力電池、驅(qū)動電機、功率變換器等高壓電氣設(shè)備組成; 低壓電氣系統(tǒng):直流12V或24V的電源,一方面為燈光、雨刮等常規(guī)低壓電器供電,另一方面為整車控制器、輔助部件、高壓電氣設(shè)備的控制電路供電。主要由DC/DC功率變換器、輔助蓄電池和若干低壓電氣設(shè)備組成。,1.電氣系統(tǒng)的組成,2.電動汽車的整車網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng),驅(qū)動電

2、機控制系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、車載充電系統(tǒng)、電動輔助系統(tǒng)、高/低壓電氣系統(tǒng)等,需協(xié)調(diào)控制。 主要組成:整車控制器、電機控制器、電池管理系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等。 電動汽車的總線通信系統(tǒng):目前各大汽車制造商采用的車載網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有CAN、LIN、TTCAN、FlexRay、VAN、ABUS、SAEJ1850等。 線控系統(tǒng)(X-by-Wire): FlexRay、 TTCAN,CAN 總線,CAN(Controller Area Network)總線:最初出現(xiàn)于20世紀80年代末,由德國Bosch公司最先提出。 采用雙線串行通信方式,總線信號通過差分電壓進行傳送,兩條信號線分別為CANH和CAN

3、L。所有節(jié)點通過CAN收發(fā)器連接CANH和CANL,總線末端有抑制反射的負載電阻(120),作用是避免信號傳輸至終端反射回來產(chǎn)生反射波而使數(shù)據(jù)遭到破壞。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點發(fā)送信息時,信息從發(fā)送節(jié)點向傳輸線的兩端發(fā)送,每個節(jié)點都會檢查數(shù)據(jù),各節(jié)點根據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可通過濾波僅接收需要的報文,通信介質(zhì)采用雙絞線、同軸電纜或光纖。,CAN 總線,CAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點由節(jié)點微控制器MCU、CAN協(xié)議控制器和收發(fā)器組成。 CAN協(xié)議控制器作用是接收MCU發(fā)出的數(shù)據(jù),處理數(shù)據(jù)并傳給MCU。 收發(fā)器將CAN控制器提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送至總線,同時監(jiān)測總線狀態(tài)并返回給CAN控制器。,CAN 總線,功率變換器,分類:

4、DC/DC變換器 和 DC/AC變換器 電氣系統(tǒng)中的功率變換器主要是DC/DC變換器 ,分為降壓、升壓和雙向 三種形式。用于實現(xiàn)電氣系統(tǒng)電能變換和傳輸?shù)闹匾姎庠O(shè)備。 主要功能: (1)不同電源之間的特性匹配。(例如:用DC/DC變換器 實現(xiàn)燃料電池和動力電池之間的特性匹配) (2)驅(qū)動輔助系統(tǒng)的直流電機。在小功率(低于5KW)的直流電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)向、制動等輔助系統(tǒng)中,一般直接采用DC/DC變換器 供電。 (3)給低壓輔助電池充電:需要高壓電源通過降壓變換器給輔助電池充電。,降壓功率變換器,1.直流斬波(Buck)降壓功率變換器,Uin是輸入電壓,L、C為電感與電容,對輸出電壓和電流進行濾波,Q

5、為功率開關(guān),VD為續(xù)流二極管。 當(dāng)Q導(dǎo)通:輸出電壓Uo= Uin;當(dāng)Q關(guān)斷:Uo=0; 通過Q的交替導(dǎo)通與關(guān)斷獲得給定可調(diào)的輸出電壓,達到降壓的目的。 輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系: Uo= UinD D:開關(guān)占空比(0D1),Duty Cycle。指高電平所占周期時間與整個周期時間的比值。 廣泛應(yīng)用于車載小功率高壓直流電機的調(diào)速。,降壓功率變換器,2.單端正激式降壓功率變換器,降壓功率變換器,增加了變壓器Tr。 在Tr的原邊,通過開關(guān)管Q的交替導(dǎo)通與關(guān)斷,在一次繞組N1上產(chǎn)生占空比可調(diào)的電壓脈沖,通過變壓器的電磁耦合作用,變壓器二次繞組N2的輸出經(jīng)過整流與濾波后輸出直流電壓Uo。 輸出與輸入電壓

6、的關(guān)系: Uo= UinD N2/N1 N2/N1為二次繞組與一次繞組的匝數(shù)比。通過選擇合適的匝數(shù)比,可以得到輸出平穩(wěn)的電壓。 廣泛應(yīng)用于車載24V輔助電池的充電電源。,降壓功率變換器,升壓功率變換器,1. Boost型升壓功率變換器 并聯(lián)開關(guān)變換器:由開關(guān)管V1、二極管VD1、儲能電感L1和輸出濾波電容C1組成。 當(dāng)V1導(dǎo)通:能量從輸入端AO流入并儲存于電感L1中,由于V1導(dǎo)通期間正向飽和管壓降很小,二極管VD1反偏,變換器輸出由濾波電容C1提供能量。 當(dāng)V1截止:電感L1中電流不能突變,所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢阻止電流減小,感應(yīng)電勢的極性為右正左負,二極管導(dǎo)通,電感中儲存的能量經(jīng)二極管流入電容,并

7、供給輸出端BO。,如果V1周期性地導(dǎo)通與截止,開關(guān)周期為T,其中導(dǎo)通時間為ton,截止時間為T-ton 輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系: Uo= Uin T/(T-ton) 當(dāng)T不變,改變ton,即可改變輸出電壓(升壓)。,升壓功率變換器,2.全橋逆變式升壓功率變換器,升壓功率變換器,當(dāng)V1和V4同時導(dǎo)通、V2和V3同時截止,輸入電壓Uin通過V1和V4加到變壓器Tr的一次繞組上,即一次電壓UTr=Uin; 當(dāng)V1和V4同時截止、V2和V3同時導(dǎo)通,輸入電壓Uin通過V2和V3反方向加到變壓器Tr的一次繞組上,一次電壓UTr = -Uin; 當(dāng)V1-V4同時截止:UTr = 0; 通過開關(guān)管V1-V4的交替導(dǎo)通與截止,將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓加到變壓器上,其二次電壓通過VD1和VD2整流,輸出為直流電壓。,升壓功率變換器,若開關(guān)管的開關(guān)周期為2T,導(dǎo)通時間為ton,匝數(shù)比為n,則輸出電壓Uo與輸入電壓Uin的關(guān)系: n1 ;當(dāng)T不變,改變ton,即可改變輸出電壓。,Uo= Uin n ton/T,升壓功率變換器,雙向功率變換器,在混合動力電動汽車中,動力電池組通過雙向功率變換器連接到直流母線上,以實現(xiàn)動力電池和燃料電池組或發(fā)電機組的功率混合。 當(dāng)燃料電池組對動力電池進行充電時,功率變換器起到降壓作用; 當(dāng)動力電池通過總線釋放能量時,功率變換器起到升壓作用。,

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