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    急速赛车计划新能源汽车技术——驱动电动机冷却系统

    时间:2018-09-16 08:33发布:admin点击量

      电动机作为电动汽车驱动可实现极低排放或零排放。电动汽车在驱动与回收能量的工作过程中,电动机定子铁芯、定子绕组在运动过程中都会产生损耗,这些损耗以热量的形式向外发散,需要有效的冷却介质及冷却方式来带走热量,保证电动机在一个稳定的冷热循环平衡的通风系统中安全可靠运行。电动机冷却系统设计的好坏将直接影响电动机的安全运行和使用寿命。下图所示为比亚迪E6车型驱动电动机冷却系统原理图。

      电动汽车驱动电动机与控制器的冷却系统主要依靠冷却水泵带动冷却液在冷却管道中循环流动,通过在散热器的热交换等物理过程,冷却液带走电动机与控制器产生的热量。?为使散热器热量散发更充分,通常还在散热器后方设置风扇。

      电动机在工作时,总是有一部分损耗转变成热量,它必须通过电动机外壳和周围介质不断将热量散发出去,这个散发热量的过程,我们就称为冷却。电动机主要冷却方式有自然冷却、!风冷和水冷,各类型冷却系统组成和特点及应用如下图所示。

      荣威E50电动冷却系统分为2个独立的系统,分别是逆变器(PEB)/驱动电动机冷却系统、,高压电池包冷却系统(ESS)。高压电池包冷却系统(ESS)已在模块三的相关章节中讲述过,这里不再赘述。

      荣威E50逆变器(PEB)/驱动电动机冷却系统主要有散热器、冷却风扇、膨胀水箱、冷却液泵、,冷却液软管和冷却液温度传感器组成,如下图4所示。

      利用传导原理,将热量从PEB/驱动电动机组件传递到冷却液中,带有热量的冷却液流过散热器内的蒸发管路,通过冷却风扇吹动气流,将热量传递到大气中。当系统处于较低温度时,!冷却液泵不工作。当温度上升后,冷却液泵工作,冷却液经过软管流入散热器内,散热器将热量散发到空气中,使PEB/驱动电动机组件保持在最佳的工作温度。

      冷却液从右侧上部水室到左侧底部水室流经散热器,由经过芯体的空气进行冷却。冷却系统的温度是由ECT传感器来测量的。该传感器向PEB发送信号,根据需要控制冷却风扇的操作。冷却液温度信号由PEB经过CAN总线到显示冷却液温度到组合仪表。该组合仪表上会实时显示冷却液的温度,如果冷却液温度变得过高,则组合仪表上的警示灯和消息将提醒驾驶员。

      PWM冷却风扇受整车控制单元VCU控制,冷却风扇工作时,整车控制单元VCU控制PWM模块使冷却风扇在20%到90%的占空比范围内的8个挡位的速度工作,以满足不同的冷却负荷要求。

      冷却风扇开启取决于A/C和PEB冷却液温度这两个重要因素。当EAC开启或PEB冷却液温度高于52℃时,冷却液风扇开始工作。

      点火开关关闭,EAC关闭,PEB冷却液温度高于65℃,冷却风扇继续工作,如果环境温度低于10℃,冷却风扇会工作30s,环境温度高于10℃,冷却风扇会工作60s。

      PEB的工作温度不能超过75℃,最合适的工作温度应该低于65℃。将温度控制在75℃以下可以更好的延长PEB和驱动电动机的使用寿命。

      PEB开始工作时,电动冷却液泵会立即打开,冷却液温度传感器向ECT提供温度信号。

      PEB计算冷却液温度将它与PEB冷却温度传感器信号进行比较,从而判断是否需要使用PEB冷却液温度传感器。

      广汽传祺AG新能源车辆驱动电动机采用水冷式冷却系统,控制原理和组成与荣威E50基本相同,。详细原理这里不再赘述。下图为系统组成。

      宝马530LE为了在任何工况下都能确保驱动电动机的冷却效果,在冷却系统中使用冷却电动机,并将冷却电动机连接到发动机的冷却液管路中,,宝马530LE发动机和电动机冷却液循环路径如下图所示。

      为了冷却定子绕组,在定子支架和自动变速箱壳体之间有一个冷却通道,冷却液通过该通道从发动机冷却回路中流出。冷却通道分别通过两个密封环向前和向后密封。

      变速箱油进行转子的冷却,油雾状的变速箱油吸收热量并在变速箱油冷却器上将热量排到大气中。

      驱动电动机自带一个节温器,,将冷却液流进温度调到约80℃的最佳范围。?由于电动机工作温度低于发动机工作温度,因此这种调节是必要的。,节温器通过一个石蜡恒温元件进行调节,该石蜡恒温元件根据冷却液温度膨胀。此时不存在电动控制。节温器工作原理如下图所示。

      丰田混合动力车型,如普锐斯、凯美瑞、卡罗拉双擎等安装了独立于发动机冷却系统之外工作的另一套冷却系统冷却逆变器、,MG1和MG2。这套冷却系统由专用储液罐、,专用冷却液泵、专用散热器和专用的冷却液管路组成,如下图所示。

      逆变器、MG1和MG2的专用散热器安装于冷凝器(空调)上部。!通过集成独立逆变器散热器、空调冷凝器和发动机散热器,。使布局更加紧凑。

      根据2009年《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》说明:新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),。综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

      混合动力电动汽车是指由两种和两种以上的储能器、能源戒转换器作驱动能源,,其中至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力汽车。当前比较普遍的方案是采用发动机和动力蓄电池的组合。

      纯电驱动汽车是指汽车的驱动力全部来自电机的汽车。目前主要包括纯电动汽车和增程式电动汽车等。

      燃料电池汽车指以燃料电池系统作为动力源或主动力源的车辆。燃料电池是指将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其它反应产物的供电装置。

      新能源汽车是在传统汽车产业链基础上进行延伸,结构上与传统汽车的最大区别在于动力系统,?增加了电池、电机、电控系统等组件。

      纯电动驱动系统主要由动力电池组、电池管理系统(BMS)、驱动电机、变速箱、控制系统等部分组成。

      电池管理系统:对动力电池组充电、放电时的电流、电压、放电深度、电池温度等进行监控,保持单体电池间的一致性。

      电机控制器(MCU):接收来自整车控制器的指令,将动力电池直流电流进行逆变控制,形成三项交流电进行电机转矩转速控制,并检测电机及控制器状态进行敀障诊断。

      整车控制器(VCU):将驾驶员意图通过加速踏板信号转换为动力系统的需求信号,?对整车能量进行管理,对各系统进行监控并及时反馈信息和报警等。

      增程式动力系统主要在纯电动基础上增加一套增程器系统,包括发动机及其控制器发电机及其控制器。其中,,动力电池组采用能量功率兼顾型蓄电池,既要满足一定续驶里程的要求,又满足可以频繁较大电流的充电能力。驱动电机仍然是电动汽车行驶的唯一动力装置。增程器由小型高效型发动机和发电机组成,接收整车控制器的指令进行发电,可以用于直接驱动电机或者给电池充电。

      混合动力汽车按照动力系统结构形式可分为串联式、?并联式和混联式三种;按混合度(电机功率与内燃机功率之比)可分为微混、轻混、。中混和重混四种;按照外接充电能力可分为可外接充电型和不可外接充电型。

      燃料电池电动汽车是指动力系统主要由燃料电池堆、储能箱(氢瓶)、电机、动力蓄电池及控制系统等组成。燃料电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用变成电能,其能量转换效率可高达60%~70%。,燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护。

      其它电动辅助系统:电动空调、电动助力转向系统、电动制动助力系统、车载充电机、DC/DC、电加热系统等。

      另外,制动能量回收是电动汽车一项特殊功能技术,研发具有回馈式制动系统是电动汽车电动化底盘的一项关键技术和重要方向。

      目前在用或开发的电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁电动机(PM)、开关磁阻电动机(SRM)四类。体积小、重量轻,有较高的功率和转矩密度;要求在宽速域范围内,。电动机和驱动控制器都有较高的效率;有良好的控制性能以及过载能力,以提高车辆的起动和加速性能。

      永磁同步电动机(PMSM)系统具有高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性以及低噪声的特点,是一种比较理想的电动汽车驱动系统。

      整车控制器相当于汽车的大脑,负责在整车行驶过程中接收来自驾驶员的各项操作指令、病诊断分析整车及部件状态,综合判断,向各个部件控制器发送控制质量,是整车按照驾驶员预期安全行驶。

      新能源控制系统软件平台开发着重于软件体系架构的建立和软件集成开发、测试能力。

      ➤前排乘员处前地板下方未布置电池,而将部分电池布置在后轴后方,不利于碰撞时的高压电气安全性能;

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