[01509193]XL纯电动轿车电机及其控制系统

该项目和它的滚动投入项目(编号：2002AA501621、2003AA501620，项目负责人为夏超英教授)。由课题组研制的电动汽车和混合动力汽车电机及其控制系统已有异步电机和永磁同步电机两个系列，最高转速为9000转/分，其中异步电机系统的容量系列(额定功率/峰值功率)为15/45干瓦、20/60千瓦、50/100千瓦、100/150千瓦，永磁同步电机系统的容量系列为10/25千瓦、15/37.5千瓦、20/50千瓦。作为电动汽车和混合动力汽车中重要的一部分，电机及其控制系统的4大功能为：(1)功率变换功能。驱动器采用PWM变换技术，在电动状态下，将电池提供的直流电变换成变频、变压的交流电驱动电机；在制动状态下，将能量变换成直流电回馈给电池。控制器额定工作点的效率为97％，过载能力等于3倍的额定电流。(2)控制功能。控制器选用DSP做主控芯片，采用矢量控制策略，低速和堵转时可以获得稳定的转矩输出，控制算法随供电电压的变化自动调整恒转矩和恒功率控制的切换点，保证了驱动特性对电池电压的适应能力。(3)保护功能。控制器的保护功能包括直流母线过电压、控制电源欠电压、输出过电流、功率模块故障、电机和驱动器过热、到达限制转速、电子热敏继电器保护、超速保护和蓄电池电压过低保护。健全的保护功能使控制器可以独立安全可靠地工作。(4)通讯功能。驱动器采用了CAN总线通讯技术，定时从主控制器得到驾驶指令、转矩给定等数据，定时向主控制器发送驱动器运行状态、故障状态、电机电压、电流、执行转矩值、驱动器和电机温度等数据。由课题组研制开发的电机控制器的两个突出特点：一是采用智能功率模块和叠层式母线排设计，比功率很高。例如，电机-控制器-变速箱一体化设计的20/60kW的控制器，内含1000WDC/DC变换器，重量仅为14公斤。二是控制器内部结构布置合理，设计制作精良，安全和可靠性可以得到充分保障。由它所装配的威姿和威乐两款(共10部)轿车在2004年上海举行的世界清洁汽车必比登挑战赛中共获得5个单项奖，在2005初至今进行的示范运行中做到了零故障，单车行使里程已超过3万公里。在国家863计划项目的支持下，课题组已初步建立起了电动汽车控制器研制开发平台和电机及控制系统的性能测试平台，实现了控制软件和硬件开发的在环计算机仿真，实现了系统静态MAP、动态性能、CAN通信、效率、冷却系统的在线测试，开发了数据显示、分析和计算的应用软件。