摘 要：本文介紹了時光科技有限公司的EVM055WR-28-24電動車專用控制器，實現“油、電”混聯混合動力汽車的能源分配及通過汽車油門等信號進行調速控制的方案；達到了節(jié)能與環(huán)保的目的。著重介紹了交流異步電機驅動系統在混合動力電動汽車系統中的工作原理。
一、引言
混合動力汽車是指以動力電池組、燃油發(fā)動機、發(fā)電機、電動機等動力源組合搭配，實現動力系統的盡可能高效運行，進而減少或不排放有害氣體，達到節(jié)能環(huán)保的目的。自20世紀60年代起，西方發(fā)達國家就已經開展了混合動力汽車的研究開發(fā)工作。我國也已與20世紀80年代開始，以電力電子為基礎的電氣傳動技術的進步，為混合動力電動汽車的開展提供了先進的物質基礎；機電一體化技術的興起與發(fā)展，為燃油汽車這一典型的機械產品向機電一體化方向演變提供了十分豐富的技術經驗。時光科技一直跟隨著國際、國內的技術演變與進步，參與了《國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）》的“節(jié)能與新能源汽車”專題項目，完成了“車用驅動電機系統關鍵技術研發(fā)”課題，取得了驕人的成果。
為了保證混合動力電動汽車和諧有序發(fā)展，國家已創(chuàng)造了一個良好的政策環(huán)境、市場環(huán)境和消費環(huán)境,因為發(fā)展混合動力電動汽車對節(jié)約能源、緩解環(huán)境污染具有重要意義,并且汽車工業(yè)是耗油大戶，目前我國汽車工業(yè)的耗油量占石油消耗的1/4。2004年，我國產油1.7億噸，進口突破1億噸，石油消耗量占世界石油消耗量近20%，但GDP只占世界GDP 的4%，在這種情況下，發(fā)展取代燃油型交通工具的混合動力電動汽車對我國經濟和社會的可持續(xù)發(fā)展至關重要。另外，汽車業(yè)的發(fā)展給環(huán)境保護帶來比較大的壓力，混合動力電動汽車廢氣排量少之又少，噪音污染很小，發(fā)展混合動力電動汽車可大大減輕環(huán)境污染方面的壓力。時光科技的EVM055WR-28-24電動車專用控制器，通過長期的各種測試與檢驗，達到了國標要求，獲得了國家檢驗機構的權威認證及檢測證書，已成功批量應用到混合動力環(huán)保、節(jié)能型電動汽車系統中，現已在昆明公交線上穩(wěn)定運營，達到了環(huán)保、節(jié)能的效果。
二、混合動力電動汽車的特性
汽車是一種在陸地露天運行、結構緊湊、具有車載能源的行走機械，工況復雜。既要能適應高速飛馳、又要能頻繁起制動、上下坡快速超車緊急制動；既要能適應雪天、雨天、盛夏嚴冬、雪后灑鹽等惡劣天氣條件，又要能承受道路的顛簸振動，還要保證司乘人員的舒適與安全。混合動力電動汽車的核心，是要用電機系統彌補熱機推進系統的低效區(qū)，實現少排放或零排放的要求，并滿足車輛的各項行駛性能、價格指標。據此可將混合動力電動汽車傳動系統歸納為以下幾點：
（1） 電機額定轉速以下大轉矩特性，以適應快速起動、加速、負荷爬坡、頻繁起停等要求；額定轉速以上恒功率輸出，調速范圍寬以適應最高車速和公路超車等要求。
（2） 車輛運行的不同速度范圍內的效率最優(yōu)化，熱機在低速時的效率很低，電機正好可以彌補這一弱點。尤其在城市公交線運營狀態(tài)，車輛行駛速度不高，頻繁的啟、制動。在電機進入制動狀態(tài)時，可利用車輛慣性勢能進行發(fā)電，回收能量。
（3） 電機驅動系統結構緊湊、堅固、免維護或少維護、抗顛簸振動，具有直接數字、模擬量控制端口和CAN總線接口，方便系統搭配、組合，控制手段多樣。
（4）操縱性能符合司機駕駛習慣，運行平穩(wěn)、乘坐舒適，電氣系統保障措施完善。具有可靠的過流、過載、過熱、過壓、欠壓、旋變斷線等多種保護功能。司機可通過儀表非常直觀地監(jiān)視電池電量、運行轉速、工作電流等，司機也可通過儀表查詢故障時的電流、頻率、電壓及故障原因等，操作及排除故障方便快捷。
三、混合動力電動汽車的系統結構圖及其工作原理




工作原理：混合動力系統主要有能源供給系統、電能存儲系統、電氣驅動系統、動力分配管理系統、機械傳動系統五大部分組成。
（1）能源供給系統：由柴油發(fā)動機、交流異步發(fā)電機、動力電池組組成。
（2）電能存儲系統：動力電池組、電池組管理系統組成。
（3）電氣驅動系統：由電機驅動器和電動機、發(fā)電機組成。
（4）動力分配管理系統：VUC及VUC從CAN總線獲得的數據，采集的油門踏板、制動踏板、各種I/O信號等組成。
（5）機械傳動系統：將柴油發(fā)動機和電動機的轉矩輸出，通過離合器和后橋減速器送給輪軸。
串聯模式：如果電池組電量不足，則啟動發(fā)動機通過發(fā)電機給電池組充電，以保證有足夠的電能供給電機驅動系統，通過減速器驅動車輛行駛，柴油發(fā)動機和發(fā)電機部分通過離合器切斷與電動機的同軸狀態(tài)（如圖1所示）。在車輛起動時或在市區(qū)公交線運營時，由UCV根據電池組電量情況分配、組合能源供給。電池組單獨給電機驅動系統供電，或發(fā)動機、發(fā)電機組合電池組給電機驅動系統供電。
并聯模式：在公路上，中、高速長時間行駛時，離合器接通，由發(fā)動機直接驅動后橋、輪軸，此時電機驅動系統作為制動器使用，在剎車時回收部分電能給電池充電。
混聯模式：在短時間高速重負載行駛時，電機驅動系統、發(fā)電機系統與柴油發(fā)動機同時輸出轉矩，以提高驅動功率，實現快速超車等短時特殊要求。

四、電動機控制系統的組成

在實際應用中，時光車用控制器與交流異步電機配合，具有良好的輸出轉矩特性、能量回饋功能、保護功能，用于混合動力車發(fā)電，發(fā)電效率達到90%以上，為混合動力混聯方案的實施，提供了便捷支持。
（1）電池組：給電機控制器提供DC336V直流電。
（2）電機控制器：三相異步電機驅動，具有過流、過載、過壓、欠壓、過熱保護等；具有I/O接口、基于CAN2.0B的J1939協議接口、旋轉變壓器接口（可選）。“所以信號端子都使用了安普防水插座”
（3）三相異步電機及速度傳感器：實現矢量控制，通過減速器及后橋驅動車輛行駛。
結束語
時光科技有限公司的EVM055WR-28-24電動車專用控制器，在混合動力電動氣車中的成批量使用，達到了節(jié)能環(huán)保的目的，也標志著已經達到了成熟產品應具有的質量可靠、性能穩(wěn)定、調試方便、維護簡單的要求！用戶在使用中非常滿意。