电动汽车重大专项中的“XL纯电动轿车电机及其控制系统”项目

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“十五” 期间，天津大学电气与自动化工程学院承担完成了科技部电动汽车重大专项中的“XL纯电动轿车电机及其控制系统”项目和它的滚动投入项目（编号：2002AA501621、2003AA501620，项目负责人夏超英教授）。“十一五” 期间又承担了科技部节能与新能源汽车重大项目中的“纯电动－混合动力车用驱动电机系统研发” 项目（编号：2006AA11A174，项目负责人夏超英教授）。目前，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6/18KW、15/45KW、20/60KW、30/75KW、100/150KW，永磁同步电机系统的容量系列为10/25KW、15/37.5KW、20/50KW，有水冷和自然风冷两种冷却方式，电机控制器可以内含1kW的DC/DC变换器。

作为电动汽车和混合动力汽车中最重要的一部分，电机控制系统的四大功能为：

功率变换功能：

控制器采用PWM变换技术，在电动状态下，将电池提供的直流电转换成变频、变压的交流电去驱动电机；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。

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，控制算法随电池电压的变化自动调整恒转矩和恒功率控制的切换点，对最大功率输出能力进行自动调节，并维持最大转矩输出能力不受影响。


保护功能：

系统具有直流母线过电压、控制电源欠压、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，接触器触点检查、踏板和开关逻辑错误检查、蓄电池驱动欠压和制动过压时的功率和电流限制保护等，健全的保护功能使系统可以安全可靠地工作。

通讯功能：

系统有CAN总线控制和端子控制两种控制模式，同时配置了标准的RS232通信接口，用户可以方便地在线地监视系统的运行状态和故障信息，也可以方便地修改标定系统的控制参数。

由课题组研制开发的电机控制系统的突出特点是：

◆控制器内部结构布置合理，设计制作精良，比功率高，故障率极低。

◆转速和位置测量采用了磁性编码器技术，系统的可靠性和寿命大大提高。

◆有CAN总线控制和端子控制两种控制模式可供切换。

◆用户可以通过上位机和手持编程器在线监测电机控制系统的运行状态和故障状态，在线修改电机控制系统的控制参数，实现系统参数的设置、下载和拷贝。

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