多繞組純電動(dòng)汽車動(dòng)力電源控制系統(tǒng)研究

　　摘 要本系統(tǒng)為采用三路電池同時(shí)或者單獨(dú)給九繞組電機(jī)供電的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)，在主控制單元TSM2812的控制下并行工作，從而保證輸出的三組電壓同步，當(dāng)某組蓄電池出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測到其故障原因，通過主控單元封鎖逆變器驅(qū)動(dòng)脈沖使相應(yīng)的逆變器停止工作，保證各組電池組獨(dú)立，減弱了電池的成組效應(yīng)，提高系統(tǒng)可靠性，保障行車安全；同時(shí)，該系統(tǒng)有效避免蓄電池放電時(shí)間過長，影響蓄電池使用壽命。為新能源純電動(dòng)汽車的推廣提供了一種全新的控制理念和技術(shù)保障。

　　0 引言

　　我國正在成為全球最大的汽車生產(chǎn)和消費(fèi)國。汽車逐漸成為人們必需的代步工具，汽車對(duì)能量的消耗逐年增加。到2020年，車用燃油的缺口將達(dá)到1.24億噸。我國汽車行業(yè)面臨能源危機(jī)，節(jié)能減排是新一代新能源汽車的重大挑戰(zhàn)。同時(shí)汽車尾氣排放已成為貢獻(xiàn)PM2.5的主要來源之一。新能源汽車將成為能源動(dòng)力系統(tǒng)的一次技術(shù)革命，是擺脫汽車對(duì)石油資源依賴、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑之一。在中國，新能源汽車的發(fā)展重點(diǎn)是電動(dòng)汽車。發(fā)展電動(dòng)汽車被普遍認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、解決能源和環(huán)境危機(jī)的根本途徑。電動(dòng)汽車的技術(shù)不成熟和電動(dòng)汽車未來幾年的發(fā)展需求的矛盾，形成了目前純電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)推進(jìn)緩慢的被動(dòng)局面。

　　1 系統(tǒng)工作原理

　　本系統(tǒng)為采用三路磷酸鐵鋰電池供電的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)。它包括微電腦處理器、SPWM發(fā)生器、門極驅(qū)動(dòng)模塊（三路）、逆變模塊（三路）、動(dòng)力電池組（三組）、多繞組電動(dòng)機(jī)、故障檢測保護(hù)模塊、顯示模塊、告警模塊以及設(shè)定輸入模塊。

　　其中每一組動(dòng)力電池組通過對(duì)應(yīng)逆變模塊向多繞組電機(jī)中的一組繞組獨(dú)立提供能量。各逆變模塊受控于對(duì)應(yīng)門極驅(qū)動(dòng)模塊的控制。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，三組逆變器分別由三組鋰電池組供電，在主控制單元的控制下并行工作，從而保證輸出的三組電壓同步，當(dāng)某組蓄電池出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)檢測到其故障原因，通過主控單元封鎖逆變器驅(qū)動(dòng)脈沖使相應(yīng)的逆變器停止工作，保證各組電池組獨(dú)立，可有效防止因?yàn)槟骋唤M電池組出現(xiàn)故障，影響其余電池工作，減弱了電池的成組效應(yīng)，提高系統(tǒng)可靠性，保障行車安全；同時(shí)，通過智能的電池管理系統(tǒng)可有效避免蓄電池過充、過放電問題，使磷酸鐵鋰電池的使用壽命延長三倍以上。

　　該系統(tǒng)采用三組蓄電池并聯(lián)供電和多繞組電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方法，在不降低驅(qū)動(dòng)功率的前提下，降低了系統(tǒng)工作電壓，提高了安全性，降低了安裝調(diào)試難度。

　　采用三組蓄電池并聯(lián)供電，能夠有效解決蓄電池成組效應(yīng)導(dǎo)致的電池壽命縮短、供電可靠性降低等問題，可防止蓄電池過放電，延長蓄電池使用壽命；使系統(tǒng)供電連續(xù)可靠，保障行車安全。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　本次設(shè)計(jì)采用三組電池同時(shí)對(duì)九繞組異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電，在故障時(shí)通過封鎖逆變器，切斷故障電路的供電。逆變器由驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在整個(gè)工作過程中故障檢測模塊對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)如電壓、電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速等進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果傳送到DSP控制中心進(jìn)行處理，DSP針對(duì)處理結(jié)果做出相應(yīng)反應(yīng)。結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

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