应用于智能电动汽车驱动的EV550矢量变频器

前言

随着能源紧张、环保压力加大，节能、环保的新能源汽车无疑将成为汽车未来的发展方向，美国、日本和欧洲等国相继出台鼓励政策，支持电动汽车研发和电动汽车的市场化等。国内外各大汽车公司均对此领域表现出极大的热情，并投入巨大人力物力来研发电动汽车。在英国每天清晨有2万辆电动汽车为各家各户送鲜奶；法国电动汽车的保有量己达1万辆；美国圣芭芭拉城试验运行的电动公交小巴，纽约市运行的电动公交车深受市民喜爱；在日本，EV与ITS的组合已成为目前电动汽车技术水平下实用化和商业化的新途径。

我国在电动汽车的研发上与发达国家有一定差距，但是在国家政策扶持下，我国的电动汽车产业已经有了长足发展，“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广试点城市等政策措施都为电动汽车提供巨大支持。而2010年开始，国家更将新能源汽车产业列为七个战略性新兴产业之一，制定了中长期的发展目标，提出“着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。”

EV550是中冶南方（武汉）自动化有限公司为电动客车定制开发的专用驱动控制矢量型变频器。

电动汽车对电驱动系统的要求

电动汽车的最终目标，是要用电气驱动系统取代机械推进系统，用电池代替汽油作为车载能源，在实现零排放或减少排放的前提下，达到或超过燃油汽车各项技术指标。

同普通燃油汽车一样，电动汽车运行工况复杂多变，既要能高速飞驰，又要能频繁启制动、上下坡、快速超车、紧急刹车。作为一种在陆地上露天行驶的走行机械，电动汽车同样要能适应雪天、雨天、盛夏、严冬等恶劣天气条件，能承受道路的颠簸振动，还要保证司乘人员的舒适与安全。因此，电动汽车对电驱动系统的要求与一般的工业应用系统有着很大不同的，可归纳为以下几点：

1、具有较宽的调速范围和转矩输出能力。在基速(即额定转速)以下区域，应能输出恒定大转矩以适应快速起动、加速、负荷爬坡、频繁起停等要求。而在基速以上区域，则运行在高速度、小转矩、恒功率状态，以满足公路飞驰、超车等要求。

2、在整个转速/转矩范围内的效率最大化，以谋求电池一次充电后的续驰里程尽可能长。开发比功率更高的新型电池是解决这个问题最根本的方法，但提高电机及其电驱动系统的效率也是重要的一环。

3、电机及其电驱动系统应结构坚固、体积小、免维护或少维护、抗颠簸振动、具有较高的安全性。

4、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好；

5、先进的能量管理系统。

6、操作性能符合司机习惯，运行平稳，乘坐舒适，电动系统失效保障措施完善。

7、单位功率的系统设备性价比。目前，电动汽车的成本仍大大高于普通汽车，这也限制了电动汽车的市场化。

电动汽车电驱动系统

 

 

图一 中冶南方自动化公司整车控制系统原理图

电动汽车是指全部或部分由电机驱动的汽车，目前主要指纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种类型，它是集机械、能源、电子、计算机、信息等多种技术为一体的一种典型的高新技术产品，其最终目标是实现高效率、零污染、数字化、智能化和轻量化，这也是其优于传统汽车之所在。

电动汽车研制开发的关键技术主要有电池、电机、电机驱动系统、车身和底盘设计，以及能量管理技术等，其中前3项构成了电动汽车的电气驱动系统，也是电动汽车的发展瓶颈。

电池系统作为整车的动力源，主要功能是为驱动控制系统提供能量，并用周期性的充电来补充电能。动力电池组作为电动汽车的关键装备，它的质量和体积以及存储的能量对电动汽车的性能起决定性作用。经计算电池系统选用锂离子电池。