电动车电控系统是电动车的神经中枢,它将电动机、蓄电池和其他辅助系统互为连接并且加以控制。电控系统是电动车的大脑,由各个子系统构成,每一个子系统一般由传感器、信号处理电路、电控单元、控制策略、执行机构、自诊断电路和指示灯组成。在不同类型的电动车上,电控系统也不一样。电动车的电控系统一般都包括能量管理系统、再生制动控制系统、电动助力转向控制系统、电动机驱动控制系统和动力总成控制系统等。
1.能量管理系统
能量管理系统是电动车的核心,它的功能包括维持电动车所有蓄电池组件的工作,并使其处于最佳状态;采集车辆各个子系统的运行数据并进行监控和诊断;控制充电方式和提供剩余能量的显示。
能量管理系统由3部分组成,即功率分配单元、功率限制单元和充电控制单元。其工作原理可以简单归纳为:由电子控制单元根据数据采集电路采集到的蓄电池状态信息以及其他相关信息,进行数据分析和处理,并形成最终的指令和信息发送到相应的功能模块。
2.再生制动控制系统
传统汽车的制动过程多依靠摩擦的方式消耗车辆行驶的动能而降低车速,其制动能量转化为热能散发到周围环境中去。而电动车在制动时,可以将牵引电动机转换为发电机,依靠车轮拖动电动机产生电能和车轮制动力矩,从而在减缓汽车速度的同时将部分动能转化为电能储存起来,一方面回收了能量,一方面提高了电动车的续航里程。
目前,国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。如何设计更加合理的系统及其控制策略以满足制动要求和人性化要求,使再生制动与电动车性能匹配更加优化将成为电动车研究的重要方向。
3.电动助力转向系统
电动助力转向系统由传感器、电子控制单元、电动机、电磁离合器和减速机构等组成。电动助力转向系统工作原理如下:电子控制单元根据转向盘的输入力矩、转动方向以及汽车速度等信号,决定电动机的旋转方向和助力电流的大小,并将指令传递给电动机,通过离合器和减速机构将辅助动力施加到转向系统中,从而完成实时控制的助力转向。(www.xing528.com)
目前,电动助力转向系统技术日趋完善,今后将向可靠性高、低成本以及高功率的无刷直流电动机助力转向系统发展。
4.电动机驱动控制系统
电动机驱动控制系统主要由电动机、电力电子变流器、数字控制器和传感器等几个核心部分组成。电动机驱动控制系统的好坏关系着电动车能否安全可靠地运行。
目前,电动车电动机驱动控制系统主要采用感应电动机、永磁同步电动机和开关磁阻电动机。在电动机的控制方法方面,传统的控制方法是直流电动机的励磁控制法与电枢电压控制法;开关磁阻电动机的角度位置控制法、电流斩波控制法以及电压控制法;感应电动机主要有V/F控制法、转差频率控制法、矢量控制法和直接转矩控制法等。今后,电动机驱动控制系统将由电力电子逆变器向IGBT集成模块发展,传感器将向集成智能传感器发展。
5.动力总成控制系统
动力总成控制系统包括动力总成控制单元、发动机电控单元、电动机控制器、AMT控制器及动力蓄电池管理系统。其中动力总成控制单元用以确定发动机与电动机输出功率的比例,以满足电动车的动力性能、经济性、排放性等性能指标。
今后,多能源动力总成控制单元的研究将成为近年来电动车技术发展和产业进程中的重要研究开发方向。
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