【正文】 本研初始化 查詢 CAN 數(shù)據(jù) 合上 K1 延時(shí) 10ms 斷開 K1，合上 K2 讀取 A/D 數(shù)據(jù) 斷開 K2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)封裝 CAN 發(fā)送數(shù)據(jù) 等待確認(rèn) 28 究具體選用的是南京某公司生產(chǎn)的 TBC300E 型傳感器，結(jié)構(gòu)如圖 所示，其主要性能參數(shù)見表 。集中 /分布式檢測(cè)除了具有前集中檢測(cè)和分布檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)之外，還具有增加搭建 26 系統(tǒng)的靈活性和擴(kuò)展性、提高系統(tǒng)的可靠性和性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)。 主控機(jī)的選擇及介紹 主控機(jī)采用研華公司的 UNO2052 嵌入式計(jì)算機(jī)，該產(chǎn)品實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)，提供 Windows 既有解決方案，支持大部分網(wǎng)絡(luò)接口，具有開放結(jié)構(gòu)、豐富擴(kuò)展功能、無風(fēng)扇和無盤設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，是工業(yè)級(jí)應(yīng)用的理想平臺(tái)。 本研究用蓄電池 本研究用鉛酸蓄電池 圖 為本研究純電動(dòng)中型城市客車所選用的 12V110Ah 鉛酸蓄電池，由廣州某公司生產(chǎn)，技術(shù)參數(shù)見下表 。電池質(zhì)量大幅度減小，可使電動(dòng)汽車的整備質(zhì)量降低，電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程延長(zhǎng)。 （ 4）安全性好。 空氣電池 鋅 – 空氣電池的特點(diǎn) （ 1）比能量大。 Ni– Cd 電池的主要特點(diǎn)是容易充電、壽命長(zhǎng)、維 護(hù)方便，可以制成無需維護(hù)的密封和全密封結(jié)構(gòu)的電池。電壓、容量和密封在線上進(jìn)行 100%檢驗(yàn)。電動(dòng)機(jī)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力源，是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的核心，已成為電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。 ⑵永磁直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性 當(dāng)電動(dòng)機(jī)電樞兩端加恒定電壓（ Ud0=常數(shù)）時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩變化的關(guān)系 n=f(Te)，稱為直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 對(duì)于傳統(tǒng)的燃油汽車，內(nèi)燃機(jī)以其熱效率高 、重量小、體積緊湊的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)車輛驅(qū)動(dòng)中占據(jù)統(tǒng)治地位。電動(dòng)汽車在路面上行駛時(shí)受到滾動(dòng)阻力 Ff（ Nm）和空氣阻力 Fw（ Nm），加速阻力 Fj（ Nm）和重力沿道路坡面方向的分力 —— 坡道阻力Fi（ Nm）。 能夠在惡劣條件下可靠工作。 m 8 提高到 400ON178。二是轉(zhuǎn)速彈性大，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，并且不受電壓與負(fù)載變動(dòng)的影響。 通過分析各種蓄電池的性能優(yōu)缺點(diǎn)和本研究的使用條件，具體選擇某型蓄電池來組成蓄電池組作為本研究電動(dòng)客車的動(dòng)力源。 當(dāng)前，國(guó)際金融危機(jī)不斷蔓延，各國(guó)汽車企業(yè)的發(fā)展都受到很大影響，企業(yè)生存面臨著極大挑戰(zhàn)。 （ 5） 更有利于智能化 由于電動(dòng)汽車已達(dá)到電氣化，所以電動(dòng)汽車系統(tǒng)中更利于采用先進(jìn)的電子信息技術(shù)，提高汽車智能化程度。因此，開發(fā)不使用傳統(tǒng)燃料的代用燃料和電動(dòng)汽車、降低單位里程的燃料消耗量對(duì)緩解環(huán)境污染和保障能源供給具有重要的戰(zhàn)略意義。由此可見，汽車排入大氣的有害污染物除使城市空氣中的有害污染物增加、產(chǎn)生光化學(xué)煙霧和硫酸煙霧外，還導(dǎo)致大氣臭氧 層破壞、地球溫暖化和酸雨的形成等。 29 本章小結(jié) 27 蓄電池組的均衡充放電設(shè)計(jì) I 摘 要 隨著能源問題和環(huán)境問題的日益突出，現(xiàn)有車輛使用的動(dòng)力方式已經(jīng)不能很好的適應(yīng)未來社會(huì)發(fā)展的需要。 6 電動(dòng)汽車對(duì)電機(jī)性能的要求 37 第 5 章 電動(dòng)客車的總體設(shè)計(jì) 因此，就目前的情況來看，環(huán)境公害是汽車行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)。 由于電動(dòng)汽車具有突出的優(yōu)勢(shì)，特別 是在環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)，使得電動(dòng)汽車的開發(fā)和研究成為各國(guó)開發(fā)綠色汽車的主流。電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，可與各個(gè)電子控制系統(tǒng)包括無級(jí)變速、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ ABS）、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)等相協(xié)調(diào)，在電動(dòng)汽車上實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)智能控制。針對(duì)這一形勢(shì)，按照國(guó)務(wù)院指示，國(guó)家發(fā)展改革委組織制定了《汽車工業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，對(duì) 我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展進(jìn)行了全面規(guī)劃部署，財(cái)政部、科技部等部門也制定了《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，推出了“十城千輛”計(jì)劃等一系列國(guó)家行動(dòng)方案，加大了對(duì)電動(dòng)汽車的政策支持力度。同時(shí)對(duì)蓄電池管理系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和研究。三是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單牢固、免維修或少維護(hù)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用更低，沒有保養(yǎng)維修的煩惱。 m。電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有高的可靠性、耐溫和耐潮性，并在運(yùn)行時(shí)噪聲低，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作。 圖 電動(dòng) 汽車行駛受力圖 電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)力要與行駛總阻力平衡，因此有： Ft = Ff+ Fw+ Fi+ Fj （ ） 11 公式（ ）又可以具體寫為： Ft = Gfcosα + u2a + Gsinα +δ m dtdua （ ） 其中： G 表示車輛總重力（ N）， f 表示滾動(dòng)阻力系數(shù)， α 表示坡道與水平面的夾角（176。內(nèi)燃機(jī)在其主要工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，為近似的恒力矩特性，且高效率工作的轉(zhuǎn)速范圍較窄。其表達(dá)式為： n = edCU0 TeaCC RR? Te （ ） 其中 Ra（Ω）為電樞回路 串聯(lián)電阻 , 特性圖如圖 所示 [13]。相信隨著電機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、自控技術(shù)的飛速發(fā)展和更加完美的結(jié)合，電動(dòng)車用電機(jī)必將發(fā)展成為可靠、易維護(hù)、低成本、高效率、寬調(diào)速、高功率密度和高集成度的智能電機(jī)。 鎳 – 氫蓄電池 鎳 – 氫（ Ni – H2）電池亦稱氫 – 鎳（ H2 Ni）電池。缺點(diǎn)是鎘對(duì)環(huán)境的污染較大，開路電壓低，維護(hù)不當(dāng)易報(bào)廢，這些都限制了電池的大規(guī)模使用，預(yù)期有被淘汰的可能 [6]。鋅空氣電池的 理論比能量可達(dá) 1350W178。鋅空氣電池能夠有效地防止因泄漏、短路引起的起火或爆炸。 （ 4）鋁沒有毒性和危險(xiǎn)性。蓄電池組總電壓為 288V，總?cè)萘繛?110Ah。 主要特點(diǎn) [15]： （ 1） 內(nèi)嵌 GX1300 MHz 處理器 , 64 MB/128 MB RAM； （ 2） 1 個(gè) 10/100 BaseTRJ45 端口和 1 個(gè) USB 端口； （ 3） 支持 UNO hdd 擴(kuò)展配件； 電流檢測(cè)模塊 主控機(jī) 均衡充放電模塊 電壓、溫度測(cè)試模塊 顯示模塊 25 （ 4） 雙 CAN 總線和一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) RS232 接口； （ 5） 4 通道隔離 I/O 口； （ 6） 2 路熱電偶輸入； 圖 為主控機(jī)的主界面和蓄電池信息界面。 各檢測(cè)模塊基本設(shè)計(jì) 電壓溫度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) 電路電壓檢測(cè) 通過電容的充放電特性進(jìn)行電壓的采集。 表 電流傳感器主要參數(shù) 額定輸入 輸出 電源電壓 精度 線性度 響應(yīng)時(shí)間 177。由于磁平衡式電壓輸出型傳感器具有性能穩(wěn)定、工耗小、與被測(cè)電流沒有電接觸等優(yōu)點(diǎn)，所以選用該類電流傳感器 。該方法將全部 24 塊蓄電池分成 12 個(gè)小組，每組 2 塊蓄電池，每個(gè)小組用一個(gè)電壓溫度檢測(cè)模塊進(jìn)行集中檢測(cè)，電流則 24 塊蓄電池共用一個(gè)電流檢測(cè)模塊，這樣整個(gè)系統(tǒng)由 13 個(gè)分布檢測(cè)模塊通過 CAN 總線連接而成。 （ 4） 顯示模塊 顯示模塊的功能包括了蓄電池電流、電壓、溫度的顯示， SOC 值和續(xù)駛里程數(shù)顯示以及各種提示和報(bào)警顯示。 正因?yàn)榇嬖谶@些問題和不足，同時(shí)又不能在短時(shí)間內(nèi)得到解決，所以對(duì)蓄電池的管理就顯得很重要。 （ 3）質(zhì)量輕。鋅空氣電池可以完全實(shí)現(xiàn) 密封免維護(hù)，便于電池組能量的管理。同時(shí)采用特殊的可恢復(fù)配件，保證了電池在使用過程中的安全性 [6,22]。全密封結(jié)構(gòu)的電池有圓柱形和方形兩種。 采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制系統(tǒng)，VRLA(ValveRegulated Lead Acid Battery 即 “ 閥控式密封鉛酸蓄電池 ” 的縮寫 )電池的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。 PI 調(diào)節(jié)器 PWM 功率變換器 M 蓄電池組 電樞電流負(fù)反饋 加速踏板控制信號(hào) 制動(dòng)踏板控制信號(hào) 主控制器 17 本章小結(jié) 總之，電動(dòng)汽車驅(qū) 動(dòng)電機(jī)總的發(fā)展趨勢(shì)是由通用走向?qū)Ｓ?，由直流走向交流? 電機(jī)電流控制研究 永磁直流電動(dòng)機(jī)的特性 ⑴ 永磁直流電動(dòng)機(jī)基本方程 直流電機(jī)在電動(dòng)運(yùn)行時(shí)的基本方程（忽略電刷的壓降）為： 其中： E 為電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)（ V）， Ce 為電動(dòng)機(jī)在額定磁通下電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)速比（ V/(r/min)），n 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）， Ud0 為電動(dòng)機(jī)輸入端電壓（ V）， Id 為電樞電流（ A）， R 為電動(dòng)機(jī)電樞回路電阻（Ω）， Te 為電動(dòng)機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩（ Nm）， CT 為電動(dòng)機(jī)在額定磁 通下的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速比（ Nm/(r/min)）， CT = ?260Ce[12]。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 控制策略 電動(dòng)汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略分析 理想的車輛驅(qū)動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合下原動(dòng)機(jī)的輸出特性為恒功率特性，即 Tω=const ，但實(shí)際上當(dāng) ω→0 時(shí)不可能達(dá)到 T→∞ ，因此，在工程可實(shí)現(xiàn)的范圍內(nèi)，理想的車輛原動(dòng)機(jī)的輸出特性 ， 即在低速時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩特性，在高速時(shí)則為恒功率特性。 電動(dòng)汽車行駛方程 電動(dòng)汽車行駛受力如圖 所示。電動(dòng)汽車的各種動(dòng)力電池組和電動(dòng)機(jī)的工作電壓可以達(dá)到 300 V 以上，因此必須裝備高壓保護(hù)設(shè)備以保證安全。在尺寸不變的條件下，最高功率由 33 kw提高到 50 kw,最大轉(zhuǎn)矩由 350 N178。與其他電動(dòng)機(jī)相比其特點(diǎn)有：一是低頻轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的兩倍或更高。選擇控制策略并對(duì)其進(jìn)行研究。特別是隨著我國(guó)電動(dòng)汽車的制造體系逐步建立，自主創(chuàng)新能力得到較大提升，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)已開始涉足與電動(dòng)汽車相關(guān)的電池、發(fā)動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵零部件的研制和生產(chǎn)，技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平的差距正在縮小。傳統(tǒng)汽車和電動(dòng)汽車相比，由動(dòng)力部分引起的噪聲和振動(dòng)，特別是在加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)要比發(fā)動(dòng)機(jī)低得多?？梢灶A(yù)見，我國(guó)在未來對(duì)傳統(tǒng)的車用燃料的需求將持續(xù)大幅度增長(zhǎng)。特別是在大城市中，汽車行駛時(shí)排出的氣體污染物、微粒污染物、蒸發(fā)排放物等已成為城市空氣污染的主要來源。 42 制動(dòng)系統(tǒng)改裝設(shè)計(jì) 38 電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置設(shè)計(jì) 31 制動(dòng)模式與能量的分析 21 蓄電池管理系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 21 本研究用蓄電池 6 電動(dòng)汽車電機(jī)的分類及特點(diǎn) 1 選題的背景、目的及意義 為此，電動(dòng)汽車的發(fā)展得到了廣泛的關(guān)注，各種類型的電動(dòng)汽車也在研究和開發(fā)之中。 I ABSTRACT II 第 1 章 緒 論 5 第 2 章 電動(dòng)汽車電機(jī)技術(shù) 11 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略 14 本章小結(jié) 18 蓄電池存在的問題 23 各檢測(cè)模塊基本設(shè)計(jì) 汽車面臨的挑戰(zhàn)之二是能源供應(yīng)問題。電動(dòng)汽車使用的能源是可以用于發(fā)電的一切能源。 我國(guó)發(fā)展城市電動(dòng)客車的優(yōu)勢(shì) 目前國(guó)外對(duì)電動(dòng)汽車的研究還主要集中在 轎車方面，雖然我們也要發(fā)展電動(dòng)轎車，但是根據(jù)我國(guó)的國(guó)情和工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，優(yōu)先發(fā)展電動(dòng)城市客車并使之商業(yè)化、實(shí)用化則更為重要和可行。在此激勵(lì)政策的鼓舞下，國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)紛紛增加對(duì)電動(dòng)汽車及相關(guān)零部件的研發(fā)投入，我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)正在進(jìn)入高速發(fā)展的新階段 [1]。 對(duì)整車再生制動(dòng)的結(jié)構(gòu)、控制策略和控制邏輯進(jìn)行研究。四是永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)尺寸小、質(zhì)量輕，具有很高的功率密 7 度?？梢?，應(yīng)用高電壓系統(tǒng)對(duì)汽車動(dòng)力性能的提高極為有利。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 .適合大批量 生 產(chǎn)，使用維修方便 ， 價(jià)格便宜等。）， CD 表示車輛的空氣阻力系數(shù)， A 表示車輛的迎風(fēng)面積（ m 178。為適應(yīng)車輛行駛的不同驅(qū)動(dòng)力的要求，由內(nèi)燃機(jī)車輛傳動(dòng)系中的離合器、 變速器實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的再分配。 E = Cen Ud0 = E + IdR Te = CTId （ ）