车载发动机冷却系统永磁同步电机驱动器设计

发布时间：2021-06-22 00:16

　　21世纪以来,汽车越来越多的融入人们的生活中,随着科技的发展和各国政策的扶持,研究先进的汽车能源管理技术并提升整车的性能成为现阶段研究的一个热点。对于车载,发动机直接决定着整车的性能,其中冷却系统对发动机的性能起着至关重要的影响。传统冷却方式为机械式驱动,主要通过发动机前端皮带与曲轴相连直接带动风扇散热,存在工况适应性差,与发动机散热需求较难匹配等问题。新型冷却方式主要有液压驱动、电机驱动和离合式驱动,其中电机驱动以其高效率、寿命长等优势已逐渐应用于轨道交通和新能源汽车等领域。由于永磁同步电机较异步电机具有体积小、重量轻、调速性能好、高功率密度等优势,现已在发动机冷却系统散热风扇的驱动方面具有应用苗头。本文研究的主要内容如下:首先,根据负载特点,确定永磁同步电机驱动器采用三相逆变主拓扑结构,选用空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）方式进行矢量控制。MCU采用TI公司推出的专用电机控制芯片TMS320F28069M进行设计,利用旋转变压器数字转换器AU6802N1检测电机轴位置和转速信息,采用PT1000对冷却系统温度进行... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机械式驱动风扇结构示意图

3图1.1机械式驱动风扇结构示意图图1.2液压驱动风扇结构示意图图1.3离合驱动风扇结构示意图图1.4电机驱动风扇结构示意图对比不同驱动冷却方式的优劣性可知，由于电机驱动策略存在对电能管理更方便，风扇调速不依赖于发动机进行驱动，实时性更好，系统更可靠等优势，因此本文将着重对电机驱动冷却系统散热方案进行论述和研究。电机驱动风扇对冷却系统散热最初是在二十世纪八十年代的美国专利中被提出来的[22]。针对传统机械式冷却策略，使用电机驱动可直接带动冷却风扇进行散热，此方式能够依据发动机的温度和冷却液的质量流速对散热风扇进行实时变速控制。此外，当车辆处在不同负荷和车速下还可以将迎面的风能加以利用，降低动力电池对冷却系统的电能输出，提高系统的运行效率和发动机的使用寿命。因此，采用电机驱动冷却系统的散热方式将具有更加深远的应用价值。20世纪以来以美国为首的汽车发达国家逐渐就发动机温度控制系统展开更深入的研究并垄断其关键技术，国内研究人员也逐渐重视该方面的研究。早在1993年郭新民等人已将电动冷却风扇用于载重汽车发动机散热，风扇工作效率被提高至70-80%，降低了风扇的功耗，并可节省燃油10%左右[23]；后期将单片机技术用于冷却系统，可依据发动机散热需求实现风扇转速的自动调节，使得发动机的工作效率得到显著提高[24]；2007年周翼翔等人提出了发动机冷却液温度的模糊控制方

3图1.1机械式驱动风扇结构示意图图1.2液压驱动风扇结构示意图图1.3离合驱动风扇结构示意图图1.4电机驱动风扇结构示意图对比不同驱动冷却方式的优劣性可知，由于电机驱动策略存在对电能管理更方便，风扇调速不依赖于发动机进行驱动，实时性更好，系统更可靠等优势，因此本文将着重对电机驱动冷却系统散热方案进行论述和研究。电机驱动风扇对冷却系统散热最初是在二十世纪八十年代的美国专利中被提出来的[22]。针对传统机械式冷却策略，使用电机驱动可直接带动冷却风扇进行散热，此方式能够依据发动机的温度和冷却液的质量流速对散热风扇进行实时变速控制。此外，当车辆处在不同负荷和车速下还可以将迎面的风能加以利用，降低动力电池对冷却系统的电能输出，提高系统的运行效率和发动机的使用寿命。因此，采用电机驱动冷却系统的散热方式将具有更加深远的应用价值。20世纪以来以美国为首的汽车发达国家逐渐就发动机温度控制系统展开更深入的研究并垄断其关键技术，国内研究人员也逐渐重视该方面的研究。早在1993年郭新民等人已将电动冷却风扇用于载重汽车发动机散热，风扇工作效率被提高至70-80%，降低了风扇的功耗，并可节省燃油10%左右[23]；后期将单片机技术用于冷却系统，可依据发动机散热需求实现风扇转速的自动调节，使得发动机的工作效率得到显著提高[24]；2007年周翼翔等人提出了发动机冷却液温度的模糊控制方


本文编号：3241719