現(xiàn)代電動車輛中電控技術(shù)的應(yīng)用

photographerstories.com 來源：EEWORLD 作者：俠名類別：電動車維修時間：2010-10-8

　　電動車由于儲能設(shè)備容量有限，在運行過程中對電能流向管理十分嚴(yán)格。精確的電能管理可以延長車輛運行里程，減少電池充電頻率，從而節(jié)約運行成本。車載能量管理系統(tǒng)需要隨時監(jiān)控電池電壓、電機(jī)輸出功率以及其它設(shè)備的用電情況。同時，電動車電子控制系統(tǒng)的動態(tài)信息必須具有實時性，各子系統(tǒng)需要將車輛的公共數(shù)據(jù)實時共享，如電機(jī)轉(zhuǎn)速、車輪轉(zhuǎn)換、油門踏板位置等。但不同控制單元的控制周期不同，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度(Tempo)、各控制命令優(yōu)先級也不同，因此需要一種具有優(yōu)先權(quán)競爭模式的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)，并且本身具有極高的通信速率。此外，作為一種載人交通工具，電動汽車必須具有極高的運行穩(wěn)定性，整車通訊系統(tǒng)必須具有很強(qiáng)的容錯能力和快速處理能力。

　　德國Bosch公司為了解決現(xiàn)代車輛中眾多的控制和數(shù)據(jù)交換問題，開發(fā)出一種CAN（Controller Area Network）現(xiàn)場總線通訊結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用在常規(guī)燃油汽車上，如BENZ、BMW、PORSCHE。同時，CAN總線也被認(rèn)為是電動車最佳通訊結(jié)構(gòu)，我國“863計劃”關(guān)于電動汽車的說明中已經(jīng)明確提出，新申報的電動車開發(fā)項目必須采用CAN總線通訊模式。

　　CAN總線結(jié)構(gòu)是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通訊網(wǎng)絡(luò)。圖1為一個典型的電動汽車CAN總線結(jié)構(gòu)示意圖，包括整車動力部分的主電機(jī)控制器、電池組管理系統(tǒng)、人機(jī)界面顯示系統(tǒng)等多個設(shè)備，這些子系統(tǒng)之間通過CAN進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和命令傳輸。每個節(jié)點設(shè)備都能夠在脫離CAN總線的情況下獨立完成自身系統(tǒng)的運行，從而滿足車輛運行安全性的需要。同時，CAN總線也不會因為某個設(shè)備的脫離而出現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)崩潰的現(xiàn)象。

　　本文介紹的電動車用三相逆變電源屬于圖1中的車載輔助逆變電源。稱為“輔助電源”是因為它的負(fù)載為電動車上的一些輔助交流電機(jī)，如汽車轉(zhuǎn)向助力油泵、剎車氣泵、冷卻水循環(huán)中的水泵以及空調(diào)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)等。對該三相逆變電源的工作要求是：正常運行情況時獨立維持輔助電機(jī)的穩(wěn)定運行，能夠根據(jù)上位機(jī)的指令適當(dāng)調(diào)整工作狀態(tài)；在負(fù)載發(fā)生故障（如電機(jī)短路）時迅速關(guān)系輸出、安全關(guān)機(jī)，同時能夠通過CAN總線向上位機(jī)和其它節(jié)點報告自身故障，引發(fā)車輛各系統(tǒng)的相關(guān)操作（例如：位于儀表臺上的人機(jī)界面顯示系統(tǒng)將立即顯示警告信息，報告車輛故障部位，并提示駕駛員減速；而整車能量管理系統(tǒng)則發(fā)出命令關(guān)閉輔助逆變電源的輸入，并將接收到的錯誤代碼和當(dāng)前運行參數(shù)進(jìn)行保存，便于維修人員進(jìn)行故障診斷）。