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巴赫曼模塊ISI22
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傳動是一個非常大的知識課題。
本文只是通過非常淺顯的科普介紹,增加讀者對"N電機雙電壓、短途純電長途增程"模式的車輛傳動結構的認識。
車輛傳動系統也稱為電氣傳動自動化系統。
電氣傳動自動化系統是一個非常成熟的工程技術學科。如何利用這些成熟的技術去設計電動車的傳動系統?
我們需求知道,設計傳動系統需要哪些知識,然后去弄懂。
其次,在技術篩選和方案對比中,找到一個合理的評價標準。
第3, 實際*技術積累,考慮創新或者延續。
在"N電機雙電壓、短途純電長途增程"傳統系統包含4個部分:
1、 低壓系統(50V電池35V三相電機)如何驅動車輛。
2、 高壓系統(60V以上電池系統)如何跟低壓系統聯合驅動車輛。
3、 增程系統(內燃機)如何帶動發電電動機發電。
4、 多電機多軸車輛是如何運行的。
如若能夠弄清楚這4個問題,車輛電控的傳動系統就能夠設計好了。
車輛能夠跑起來,靠的是力。與地面的摩擦力。
摩擦力里包含了至少5個部分,勻速摩擦力、加速摩擦力、克服風阻的摩擦力、克服重力(爬坡下坡)的摩擦力、車輪與路面接觸產生的形變(熱形變即發熱)摩擦力。
車輛電控的電力拖動就是要控制好這5個摩擦力。
而車輛電控中,電機的扭矩就是對應地面摩擦力的反作用力。
在"N電機雙電壓、短途純電長途增程"的設計中,低壓系統(50V電池)提供了勻速摩擦力、克服風阻的摩擦力和車輪與路面接觸產生的形變(熱形變即發熱)摩擦力這三個力。高壓系統提供了加速摩擦力和克服重力(爬坡下坡)的摩擦力這兩個力。根據仿真、及相關理論計算在正常路況、合理百公里加速(5~13S)、爬坡坡度較小等情況下,低壓系統和高壓系統的(功率和扭矩)大小比例在1:2到1:5之間。這些仿真計算是確定電機參數極為重要的依據。
上面是車輛電控中電力拖動系統的特性。下面看一下電機的特性。
對于一個電機而言電機的功率和扭矩是固定的。電機功率:P=1.732×U×I×cosφ;電機轉矩:T=9549×P/n ;電機功率 轉矩=9550*輸出功率/輸出轉速。轉矩=9550*輸出功率/輸出轉速 P = T*n/9550。
但相同功率、不同電機。轉矩卻不一樣。看下圖一
圖 1 Motor-CAD自帶模型80KW leaf 純電動車電機功率扭矩曲線
由圖一知道,當一個大電機在小功率下運行時,其轉矩是在額定轉矩。而轉矩是用來抵消摩擦力的。對于啟動轉矩達到2倍額定電機轉速的的電力拖動負載通常稱為重載啟動。
這一電機特性可以用來匹配車輛傳動系統的電力拖動負載特性。
在"N電機雙電壓、短途純電長途增程"的設計中,將50V低壓電機設計成三相異步電動機,具有很好的過載特性,能夠提供高達3倍額定功率的啟動轉矩。就是利用了這一特性匹配。
"N電機雙電壓"中,△-Y接法的雙電壓電機的車輛傳動是單電機傳動。因這樣的電機電控系統追求低成本,在仿真中也會設計成成本低的固定傳動比單變速箱。跟目前的單電機傳動箱相同。
在雙電機、三電機和多電機多軸等車輛傳動中,其控制模型相當復雜。以雙電機為例。
圖 2 雙電機傳動的常用方式
雙電機的傳動方式非常多,"N電機雙電壓、短途純電長途增程"的仿真設計中,以一種較新穎的方式出現。
多電機多軸車輛傳動系統知識還在學習中。