能电机

电机的输出特性是电机和电机控制器共同作用的结果,所以建模时,把电机和电机控制器作为一个整体来考虑。在混合动力汽车中,电机不仅可以提供辅助动力,还有发电的功能,因此,电机模型要同时满足这两种工作模式的要求。电机的外特性曲线是指在一定的转速下,电机能发出的最大功率。

模型的输入为电机的需求转矩、车速和两档变速器的速比,通过计算得到与传动系相连的转速,输出为电机的转矩。电机的建模采用实验建模法,根据电机的已知数据,将重点放在电机的输入输出特性上,忽略电机内部复杂的工作过程。

电机模型的输入为整车控制器给电机发出的需求转矩,而电机可以提供的最大转矩是由电机外特性曲线提供的,如果需求转矩超过了电机可提供的最大转矩,则输出电机可以提供的最大转矩。电机可以在短时间内以峰值功率运行,当以峰值功率运行时,电机的温度会上升特别快,为了避免烧毁电机,在电机模型中又增加了一个散热模型,当电机的温度上升到一定值时,电机的散热模型就强制降低电机的功率。

当电机把电能转化成机械能时,能量的转换过程中一定会有能量的损耗,包括铜损、铁损、空气阻力损耗和机械损耗。其中铜损占绝大部分,它与电枢电流的平方成正比。其他损耗与电机转速有关。

电机的散热基本靠自然冷却。在电机绕组的端部,串接了一个过热保护器,如果电机绕组的温度高于热保护器的温度时,热保护器就自动切断电源,以保护电机。电机停转3至5分钟之后,热保护器又自动接通电源,电机重新运转。

为了防止电机断续工作影响电机的利用率,当电机温度达到最高工作温度的90%时,控制器将对电机的输出转矩进行限制,减少电机发热。电机的散热与空气流量有关,即与车速有关。随着车速的增加,散热系数增大,当散热系数增大到一定的值时,车速对散热系数的影响逐渐减小。电机的散热系数还与电机的温升、电机的表面积等参数有关。

电机的温度是由环境温度和电机的温升得到的,电机的温升由电机发热引起,另一方面,电机也会散热,当发热与散热达到平衡状态时,温度不再上升而稳定在某一个水平上。当发热增加或散热减少时就会破坏平衡,使温度继续上升,扩大温差,散热增加,在另一个温度下达到新的平衡。

磷酸铁锂电池。电池组的总电压为V,单体电池电压为3.2V,单体电池容量为30Ah。锂离子电池在使用过程中的特性呈高度非线性模式,所以很难精确测量电池的电动势及电池的内阻。

电池组配备有电池管理系统,电池管理系统的基本功能有:能够实时测量车载电池的电流、电压及温度等参数,根据得到的参数判断电池的状态是否正常;根据测量的温度,能够自动启停散热风扇;电池的SOC值反映了电池组的剩余容量状况,也反映了电机的工作情况,要能够准确计算电池的SOC值,误差在10%以内;充电完成后能够发出通知或警告,有过充电/过放电情况发生时,要有过流保护功能。



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