高可靠新能源汽車電機驅(qū)動技術(shù)問世 保證車輛持續(xù)可靠輸出動力
【化工儀器網(wǎng) 項目成果 在我國“碳達峰”“碳中和”的大背景下，我國新能源汽車已經(jīng)進入了規(guī)模化快速發(fā)展階段，穩(wěn)定和擴大新能源汽車消費是保障汽車產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)發(fā)展的重要途徑。如何實現(xiàn)電機控制的高效、可靠，也成為了高品質(zhì)氫燃料電池電動汽車驅(qū)動研究的核心。
作為電力傳動的核心，電機在機械制造、生產(chǎn)生活中發(fā)揮著不可替代的作用。近年來，高速永磁同步電機作為新興能源發(fā)展的一大熱點，高速永磁電機具有效率高、比功率較大、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護的優(yōu)點。與矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng)相結(jié)合，使永磁電動機具有更寬的調(diào)速范圍，高速電機的永磁化成為電機驅(qū)動技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。隨著電機行業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)水平的不斷創(chuàng)新，高速永磁電機在船舶推進、工業(yè)制造、新能源汽車等領(lǐng)域有著卓越的表現(xiàn)，正受到越來越廣泛的應(yīng)用。如何實現(xiàn)電機控制的高效、可靠，也成為了高品質(zhì)氫燃料電池電動汽車驅(qū)動研究的核心。
近日，江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院教授樊啟高和副教授黃文濤等人對電機驅(qū)動系統(tǒng)展開研究。在硬件實現(xiàn)方面，該團隊采用寬禁帶器件實現(xiàn)電動汽車電機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計，提高控制系統(tǒng)的功率密度，滿足電機在不同工況下的運行狀態(tài)要求。
在軟件上，他們成功采用轉(zhuǎn)速估計算法代替了傳統(tǒng)的機械式傳感器測速方法，從而實現(xiàn)了避免其在電機高速運行下的不精準(zhǔn)、不可靠的現(xiàn)象。這種算法不僅結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、節(jié)約硬件成本，而且使得整個系統(tǒng)的體積進一步減小，車內(nèi)空間更為豐富。
同時，該團隊還針對對電機驅(qū)動系統(tǒng)可靠性問題，對功率器件開路故障展開深入研究，提出了基于信號和模型的混合故障診斷技術(shù)，能及時有效診斷單個以及多個功率器件的開路故障。為了進一步提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，該團隊還設(shè)計了針對功率器件開路故障的容錯控制算法，實現(xiàn)電機系統(tǒng)安全無擾運行。
軟件與硬件創(chuàng)新設(shè)計的結(jié)合，使得電機驅(qū)動系統(tǒng)即使在新能源車輛運行的過程中出現(xiàn)硬件故障依然能夠平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，進一步保證車輛能夠持續(xù)可靠的輸出動力。而目前，該團隊還在與國內(nèi)企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作，共同開發(fā)高速新能源車用電機控制系統(tǒng)，基于無傳感器轉(zhuǎn)速估計算法實現(xiàn)了電機10萬轉(zhuǎn)/分鐘的高效、可靠驅(qū)動運行，以期在該領(lǐng)域進一步加強技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)和實驗室共建的合作，推動高速電機驅(qū)動系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。
(資料來源：中國科學(xué)報)
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