在混動汽車上起動、發(fā)電、助力的一體化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于汽車裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在混動汽車上起動、發(fā)電、助力的一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的燃油汽車電氣系統(tǒng)中，起動、發(fā)電、助力功能分別由直流起動電動機與交流發(fā)電機兩個獨立的子系統(tǒng)完成，兩套機組要獨立研制，再匹配優(yōu)化，起動和發(fā)電機組是汽車中體積和重量最大的兩大電氣部件。實際上，起動電動機只在起動汽車發(fā)動機時工作，發(fā)動機運轉(zhuǎn)至怠速以上就和起動機脫離，而交流發(fā)電機在發(fā)動機運轉(zhuǎn)之后才開始工作，這個系統(tǒng)工作時間并不重疊。之所以沒有合二而一，是因為發(fā)電機起動機的工作速度不匹配，起動機需提供大扭矩，而發(fā)電機的轉(zhuǎn)速大致與發(fā)動機相當(dāng)?，F(xiàn)在由于人們對汽車的操控性，舒適性的要求不斷提高，增大了汽車負載的使用量。隨著汽車中不斷增加的電氣使用量，其附屬的的設(shè)備越來越齊備。因此對汽車的發(fā)電機提出了非常高的要求，因此必須增大發(fā)電機的功率，這就意味著增大發(fā)電機的體積，但汽車中留給發(fā)電機的空間是有限的，在這種背景下將起動機和發(fā)電機合二為一就自然成為汽車技術(shù)發(fā)展的合理需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的之一在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，針對汽車起動機的起動電流大，力矩大，工作時間短，而發(fā)電機的電流小，兩者難以協(xié)調(diào)而設(shè)計，提供一種在混動汽車上起動、發(fā)電、助力的一體化裝置，所述裝置能夠較好地滿足汽車起動、發(fā)電、助力各方面的要求，容易實現(xiàn)，可靠性高。
[0004]本實用新型提供一種在混動汽車上起動、發(fā)電、助力的一體化裝置，包括主電路和控制器。
[0005]所述主電路包括12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機、功率變換器和蓄電池組。
[0006]所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機包括由齒槽形硅鋼片疊壓而成的定子和轉(zhuǎn)子，所述功率變換器包括S11?S 62主開關(guān)管和VD n?VD 62續(xù)流二極管。
[0007]所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機的定子和轉(zhuǎn)子為凸極式實心結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子無繞組、無永磁體，定子只有集中繞組，所述定子徑向相對的兩個繞組串聯(lián)成一相，構(gòu)成A?F六相。
[0008]所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機的轉(zhuǎn)子位置由同軸安裝的光電傳感器產(chǎn)生的三路以36°機械角度為周期，彼此相差42°機械角度的光電信號來反映。
[0009]所述功率變換器為雙開關(guān)拓撲型，且所述功率變換器的6個橋臂分別與所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機的A?F六相繞組串聯(lián)。
[0010]當(dāng)所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機轉(zhuǎn)動到其中一相定子齒軸線與轉(zhuǎn)子槽軸線的夾角為0°時，電感最弱，所述S11?S62主開關(guān)管依次開通，所述蓄電池組電壓對所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機相繞組勵磁，電動機工作，所述過程為電能輸入過程。
[0011]當(dāng)所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機轉(zhuǎn)動到其中一相定子齒軸線與轉(zhuǎn)子槽軸線的夾角為18°時，電感最強，產(chǎn)生電流，所述S11?S62主開關(guān)管關(guān)閉，相電流經(jīng)所述VD n?VD62續(xù)流二極管，電能回饋到蓄電池組。
[0012]所述主電路能實現(xiàn)所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機各相的供電電壓和換相電壓獨立控制。
[0013]所述控制器包括高速數(shù)字信號處理器TMS320F240和可編程邏輯器件EPM 7128S。
[0014]所述高速數(shù)字信號處理器TMS320F240用來實現(xiàn)多個數(shù)字PI調(diào)節(jié)，輸出控制量斬波上限CURLMTD，在所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機助力和發(fā)電態(tài)輸出角度位置控制(APC)的優(yōu)化開通關(guān)斷角θ οη, Θ。?驅(qū)動信號IDIVx，并完成CPLD的工作時鐘輸出、蓄電池組端電壓、電流和溫度的檢測、鍵盤和LCD顯示的驅(qū)動任務(wù)。
[0015]所述可編程邏輯器件EPM 7128S用來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置信號綜合、驅(qū)動信號的分配、過壓保護、報警處理等純數(shù)字組合邏輯及時序邏輯功能，以及定關(guān)斷時間St的電流斬波控制方式的邏輯控制功能。
[0016]當(dāng)汽車處于起動工況時，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機作起動機，吸收電能，產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩，帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)點火。發(fā)動機工作后，其工作轉(zhuǎn)矩與所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機的電磁轉(zhuǎn)矩合成，使轉(zhuǎn)速迅速升至怠速，約1000r/min，起動過程完成，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機轉(zhuǎn)入其他工作狀態(tài)。
[0017]當(dāng)汽車處于全油門加速或爬坡工況時，由發(fā)動機驅(qū)動車輛，ISAD (啟動助力阻尼一體化系統(tǒng))作為輔助裝置提供峰值功率。此時，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機工作在基速以上的恒功率區(qū)，運動電動勢較大，繞組電流變化較慢，故所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機以角度位置控制(APC)方式電動運行，且采用使平均扭矩和相電流的均方值比例最大化的方法，通過最小的能量輸入獲得所需要的扭矩輸出。
[0018]當(dāng)汽車在正常行駛時，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機采用固定優(yōu)化角度的電流斬波發(fā)電控制方式，在發(fā)動機的拖動下處于發(fā)電狀態(tài)，通過電流斬波來調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，實現(xiàn)對發(fā)電輸出功率的控制；采用低壓恒流充電和高壓恒壓充電的兩段充電模式充電來提高蓄電池組的使用壽命。將機械能轉(zhuǎn)換為電能輸出，用作車用電器等負載的電源，并給車載動力鉛酸蓄電池補充電能。
[0019]本實用新型的有益效果在于，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機起動采用電流斬波控制CCC方式，控制方便，能獲得比較大的輸出轉(zhuǎn)矩。所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機助力采用角度位置控制APC方式電動運行，通過優(yōu)化開通關(guān)斷角，能夠獲得滿意的轉(zhuǎn)矩，并保持較高的效率。所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機發(fā)電采用優(yōu)化角度的電流斬波控制CCC方式的變參數(shù)PI恒流、恒壓控制策略，發(fā)電性能優(yōu)良。所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機能夠較好地滿足汽車起動、發(fā)電、助力各方面的要求，容易實現(xiàn)，可靠性高。此外，所述12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機容錯能力強，無論是電動還是發(fā)電工況，均能缺相運行。
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0021]圖1所示為本實用新型主電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中，1-12/10結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻(SR)電機、2-功率變換器、3_蓄電池組。
【具體實施方式】
[0023]下文將結(jié)合具體實施例對本實用新型做進一步描述。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認為是孤