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百公里加速2秒的电动车是电工绝缘如何打造的?
浏览: 发布日期:2017-09-02


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前一段时间,由苏黎世联邦理工学院和卢塞恩应用科学与艺术大学的学生打造的电动赛车Grimsel实现了零到百公里加速1.785秒,打破了此前由荷兰Delft理工大学方程式赛车队保持的纪录——2.134秒。作为参考,布加迪威航16.4 Super Sport百公里加速2.46秒,电动车没有换挡延迟,天生适合加速的优点得到了完美展现。为了普及电动赛车的专业知识,本文以荷兰Delft理工大学打造的赛车DUT14为例,进行初略介绍。资料整理自荷兰DUT车队官网。Dut14赛车在比赛中动力总成Dut14赛车整备质量仅为149.2Kg,百公里加速2.3秒。它采用4台轮毂电机驱动,型号AMK DT5-14-10,可以实现牵引扭矩控制和制动能量回收,单台最大功率27 kW,单台最大扭矩28N.m。轮毂电机的优点包括:1. 可以大幅度节省车内空间,增加设计自由度,提升传动效率;2. 反应速度快,驱动电机的响应时间则仅仅为10ms,有利于良好的控制效果;3. 大大改善车辆的行驶动力学性能,每个电机的驱动/制动力矩独立可控,可以通过独立控制各个电机的扭矩产生纵向力的方法来改变作用在汽车上的横摆力矩,甚至可以直接控制各电动轮实现转向差速和驱动防滑,从而有效提高车辆的操纵稳定性。Dut14的相关参数轮毂电机对于轻量化和紧凑性要求很高,因此DUT车队通过与德国电机供应商AMK公司进行合作,由DUT的学生们对于电机进行改装,自己设计电机的机械连接和冷却系统。电动机的最大输出功率受到了热管理的限制,所以DUT车队通过在外壳集成水冷系统,实现了最大功率输出。Dut14的悬架和电机锂电池的输出电流是直流,但是由于交流电机的功率和轻量化性能更为优秀,所以最终的方案是交流电机+逆变器的供电组合。选用的是AMK KwS-26电机控制器,应用IGBT逆变器,通过带宽控制。与四个轮毂电机对应的四个电机控制器布置在驾驶员座位下面,效率超过98%。为了保证安全,由碳纤维壳体保护,通过CAN总线与ECU进行通信。DUT车队还自主开发了BMS电池管理系统,锂聚合物电池由深圳鸿星技术股份有限公司(Melasta)提供,由荷兰KEMA实验室提供测试。电池组由288个单体电池组成,每两个电池并联,构成144个电池组串联,输出85kW,制动能量回收承受功率50kW,能够以最高600V的电压吸收6.3kWh能量,电池系统总重量43kg,分割为两个电池舱,在靠近整车重心的位置布置电池组,可以承受最大2个G的加速度汽车电子系统ECU(整车控制单元)使用ARM Cortex M4微控制器,由C语言编程,可以分别控制每个电机的转速。系统包括功率管理模块,安全模块,控制模块,其中功率管理模块需要把相对较低的电池电压转化为各电子系统所需要的不同电压,当所有子系统启动的时候,这些变压器的峰值负载可以达到250W。ECU的安全模块也非常重要,车队在设计时考虑了硬件级的安全设计,比如当系统检测到高压电缆断路时候,ECU自动切断所有高压电缆的电压。Dut14的全车电路布局


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