近几十年来,资源短缺和环境保护成为世界汽车工业面临的两大挑战。石油资源短缺,汽车尾气对大气的污染日趋严重,因此,各国汽车工业都加大了研究和开发其它燃料汽车和电动汽车的力度。
1 混合动力电动汽车系统结构
图1为串联式混合动力系统拓扑结构图,整个混合动力系统采用串联式结构,主要由能源供给系统、电气驱动系统和机械传动系统三大部分构成。能源供给系统由动力电池组、发动机-发电机机组组成;电气驱动系统由逆变器和电动机组成;机械传动系统将电动机的机械输出通过减速器送给驱动桥。整车系统采用can总线传输信息和命令,通讯介质采用屏蔽双绞线。
图1 串联式混合动力系统拓扑结构图
2 电机驱动系统主电路结构
2.1 主回路元件选择
图2 驱动系统主回路电路图
电机驱动系统主回路原理如图2所示,采用三相桥式逆变器,根据牵引电机的参数:额定功率50kw; 额定电流167a; 额定电压240v;额定频率200hz; 峰值频率400hz。功率器件可选600v/600a,开关频率10khz。
直流侧支撑电容采用4个3300μf的电解电容并联而成,并联在高压直流母线两端。由于直流侧电压udc=336v,所以支撑电容的耐压等级应高于336v,取450v。
3 控制电路
3.1 驱动系统控制部分设计
图3 电机驱动系统控制框图
图3为电机驱动系统控制框图,它由传感器测量与信号处理电路、控制板以及驱动板等组成。
电机控制电路分为电机电压控制电路 ( 功率放大电路和 H 型双极驱动电路 ) 和 P W M 脉宽调制电路 。抗干扰电路和过 、 欠电压检测与保护电路已分别嵌入到了电机电压控制电路和 P W M 脉宽调制电路两大模块内 。
P WM脉宽调制电路
图 4 P W M脉宽调制电路原理图
设计依据如下 : U C 3 637 的控制电压 ( 16 端 ) 在± 5V 变化时 , 经 U C 3 637 内部比例放大器处理后的电压( 即引脚 9、1 1两端 ) 在 2 ~ 8V 之间变化且线性较好 。
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