电动汽车制动与能量回馈技术研究.pdf

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1、万方数据电动汽车制动与能量回馈技术研究渠彦彦，颜钢锋(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)摘要：基于电动汽车用直流无刷电机制动与能量回馈的工作原理，提出一种简单且有效的能量回馈制动的控制策略。在刹车时，通过改变逆变器开关管的导通序列来控制反向力矩，由此制动能量可以回馈到电池内，以此增加纯电动汽车的续航里程。PSIM仿真和样机实验结果表明，该方法有效地实现了电动汽车的能量回馈。关键词：电动汽车；直流无刷电机(BLDCM)；能量回馈中图分类号：U463．5文献标识码：A文章编号：0258—7998(2013)05—0061—04Studyonthetechnologyof

2、brakeandenergyregenerationforelectricvehiclesQuYanyan，YanGangfeng(CoUegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：BasedonthebrakeandenergyregenerationcontmlprincipleofbrushlessDCmotorforelectricvehicles(EV)，asimplebuteffectivecontrolstrategyofbrakeandenergyreg

3、enerationWasproposed．Duringthebrakingperiod，onlytheswitchingsequenceoftheinverterWaschanged80thatthebrakingenergywouldreturntothebattery．Inthisway，thedrivingrangeofanEVWasincreased．TheresultsofPSIMsimulationsandexperimentsprovethattheproposedstrategycaneffectivelyrealizeenergyregenerationfo

4、ranEV．Keywords：electricvehicles；bmshlessDCmotor(BLDCM)；energyregeneration随着全球环境污染和能源问题的13益严重，电动车辆迎来了发展契机。但是，电动车辆所遇到的最大问题是续航里程短。因此，如何有效地利用电池能量是发展电动车辆所面临的一个重要问题。本文以电动车用直流无刷电机(BLDCM)t11为研究对象，提出了一种简单有效的方法，将刹车产生的能量转换成电能然后再存储到电池中，以此延长电动车的续航里程。1能量回馈制动的工作原理分析BLDCM的等效电路与逆变桥如图l所示[21。R、L分别是电枢电阻、电感；e。、

5、e“、e。分别是a、b、C相的反电动图1逆变桥和直流无刷电机的等效电路《电子技术应用》2013年第39卷第5期势。i。、ib、i。是对应的相电流。图2是BLDCM在电动和制动状态时的开关序列。其中，e。、e“、e。是电机的相反电动势，日。、日：、凰是霍尔信号；S。一S。是开关信号。在电动状态时，上桥臂开关管S。、S3、S，为PWM调制，下管S2、S。、S。为常开或常关。在制动状态时，上管全部关闭，下管为PWM调制。1．1电动状态从图2可知，一个电周期内有6个状态，以状态I作为研究对象。图3给出了状态I的等效电路。在PWM信号为高电平时，功率管S。与S。饱和导通，电流经S-一a

6、、b相绕组一S。与电源闭合。如图3中实线回路所示。a、b相绕组所加电压为yh，电机处于电动工作状态。在PWM信号为低电平时，S，关闭，S。继续饱和导通，电流回路为S。—，D：一a、b相绕组一s4，如图3中虚线回路所示。a、b相绕组上所加电压为零，电机处于电动续流状态。1．2制动状态由于电机属于感性器件，根据升压斩波原理，可通6l万方数据相反厂％电动势I‰Le。厂日I矧也L日，电动状态开关信号制动状态开关信号。邕昌磊导88。O昌。口HHNnn∞“＼i／＼／＼／＼／＼／＼／＼咖帅0I唧咖I舢哪0l栅删l舢帅n删唧HI咖删删Ⅷ唧0I阻蛐删猢袖哪n图2反电动势、霍尔信号以及电动状态和

7、制动时开关序列过合理控制各桥臂功率管的通断，实现回馈充电。根据上述原理，可将上桥臂S。、S，、S，全部关断，下桥臂Sz、S。、S。轮流进行PWM调制以产生回馈电流。下桥臂功率管的调制顺序由霍尔信号决定，能量回馈时霍尔信号与功率管开通情况如图2所示。当控制器接收到刹车信号时，电机从电动状态切换至制动状态。下面以状态I为例分析电机处于制动状态时的工作原理及过程。图4所示为电机在制动状下阶段I的开关信号S：和对应相电流的波形。I曰竺曰!：!叵-i▲‘：邕尘龇-totlt2t图4制动状态下阶段I开关信号S，、相