1.1.3辅助高压电气设备
辅助高压电气设备主要有转向助力系统、制动系统、电动空调、电除霜。
转向助力系统包括变频器和转向助力油泵,可以很容易地实现在不同车速时提供不同的助力效果,保证汽车转向轻便灵活,稳定可靠。
制动系统包括变频器和电动空压机总成,其主要功能是向车辆的制动系统、空气悬挂系统、门开闭系统提供压缩空气。空压机采用螺杆式电动客车专用空气压缩机(图8),气泵流量220L/min,空压机最大压力0.85 MPa,气缸总容量为85L,电机功率为3kW。
转向泵电机(图9)型号为HDZXB 1416,几何排量20 mL/r,控制流量16L/min,最大工作压力14 MPa,电机额定功率3kW。
转向和制动系统用变频器(图10)是专用于电动车辆车载气泵、助力泵或空调风机、交流异步电机的启动和运行,采用脉宽调制方式,变频变压。主电路专门针对电车电网设计,能在频繁的浪涌电压、电流下可靠工作;主开关器件IGBT,体积小,效率高,能实现交流电机的柔性快速启动和变速运行。
转向泵和电动空压机均采用型号为DBP-3K220的变频器。变频器的参数为:额定功率4 kW,工作电压DC250~480V,额定输出电压AC三相220V。
电机及控制器风扇功率相加约300 W左右,输入电压为三相220V,与转向电机共用电源。根据风扇使用经验,在风扇和电源之间加三相滤波器。
电动空调是应用热泵循环原理,通过增加四通换向阀及调整相应的控制方式,可方便地进行制冷、制热模式切换,实现车用空调冷暖一体化。空调系统原理框图如图11所示。
1.2整车控制系统
电动客车是一个高度集成的电气化系统,包括电机控制系统、电池管理系统、充电系统、辅助系统、低压电气系统等子系统,必须通过一个整车控制系统来进行各个子系统的协调控制,从而实现整车的最佳性能。整车控制系统主要包括整车控制器、电机控制器、电池管理系统、信息显示系统、通信系统等。整车控制器是整车控制系统的核心,通过采集驾驶员踏板、电机转速、档位等信号,判断驾驶员的驾驶意图,并计算出目标牵引力矩;参考电机外特性、储能系统的各项边界条件,采用适当的控制策略,通过CAN总线控制电机控制器对电机进行力矩分配,按照驾驶员的意图实现电机驱动整车运行。整车控制器主控模块流程图如图12所示。
各系统之间的信息传递通过网络通信系统实现,目前常用的通信协议是CAN协议,具有可靠性、实时性和灵活性。信息显示系统可以实现整车工作状态的实时显示,如车速、电池状态、电机状态、故障显示等,方便驾驶员了解车辆的实时状态。整车控制系统必须具有较高的可靠性、容错性、电磁兼容性和环境适应性等,以保障电动汽车整车的安全、可靠运行。
1.3低压电气系统
电动客车低压电气系统主要由DC/DC功率变换器、辅助蓄电池和若干低压电气设备组成。DC/DC功率变换器(图13)功率为3kW,工作电压为DC250~480V,额定输出电压为27.5V。辅助蓄电池一方面为灯光、刮水器等车辆的常规低压电器供电,另一方面为整车控制器、高压电器设备的控制电路和辅助部件供电。电动客车低压电气系统主要由DC/DC功率变换器、辅助蓄电池和若干低压电器设备组成。低压电器设备主要包括灯光系统、仪表系统(图14)、刮水器、娱乐系统、除霜器和各种控制器。当整车高压系统不工作时,低压电气系统由辅助蓄电池供电,当高压系统工作时,整车低压电气系统由DC/DC变换器供电,并为辅助蓄电池充电。