电动车三相交流变频控制系统与三相交流驱动系统

山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 1 1 公司基本情况 单单位介位介绍绍 山西科芯山西科芯电电子科技有限公司子科技有限公司为为国家孵化器国家孵化器凯凯通大厦 是太原通大厦 是太原 市科技局市科技局创业创业扶持企扶持企业业 公司主要是研 公司主要是研发发生生产产直流直流转转化化为为三三 相交流控制系相交流控制系统统 高效 高效驱动驱动系系统统 公司研 公司研发发的直流的直流转转化化为为三三 相交流控制系相交流控制系统统成功的成功的应应用航空等用航空等领领域 公司域 公司现现在抓住山西在抓住山西 转转型大量型大量发发展新能源建展新能源建设设 公司于 公司于 2009 年开始研年开始研发电动车发电动车 高效高效变频变频控制器和控制器和电动车电动车高效高效变频驱动变频驱动系系统统 公司年 公司年产产 5 万万 量量电动车电动车零配件零配件创创造利造利润润 500 多万元 公司多万元 公司现现在在进军电动进军电动公公 交交车车和和电动电动景景观车观车的研的研发发和生和生产产 高效 高效变频变频控制系控制系统统和高效和高效 变频驱动变频驱动系系统统是公司技是公司技术术核心 本技核心 本技术术在全国都在全国都处处于于领领先位先位 置 置 项项目目单单位提供的相关位提供的相关资资料料 一 目前电动车市场情况 电动车行业在中国崛起仅仅几年时间 在这短短 的几年内 电动车行业从无到有 由零星分布到大范 围普及 取得了高速的发展和长足的进步 由于不需 要核心技术 进入门槛低 赢利空间大 短时间内大量 企业将目光锁住电动车这个新兴行业 经过十余年的发展 中国电动车行业从小到大 已经 形成一个规模庞大的产业群 尤其是进入二十一世纪以 后 整个产业呈现高速发展状态 2004 年 中国电动车行 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 2 业已有 1000 多家生产厂家 年产量达 675 万辆 2005 年 中国的电动车年产量达 960 万辆 市场保有量在 1500 万辆以上 2006 年国内电动车产量达到近 2000 万辆 比 上一年增幅 60 以上 2010 年 中国轻型电动车的产销 量将可能达到 3000 万辆 出口量将可能达 500 万 600 万 辆 实现工业产值 700 亿元 包括上下游带动产值的产业 总体规模 将达 1300 亿元 2 本技术项目的实现依据 本技术项目利用先进的嵌入式技术 一举实现直流 转换为三相交流电 转换率可达 99 为三相交流电机 提供了能源 同时利用先进的嵌入式技术 实现了三相交 流电的变频调速 几年前本公司为 达奥光电 完成直流 转三相交流 固定变频控制高频电机 在中科院某项目投 标成功的事实 证明方案切实可行 1 本技术项目与传统电动车直流电机相比优劣对比 1 实践早已证明 三相交流电机比直流电机结构相对简 单 价格便宜 这就为电动车生产商进一步降低了成 本 进而为加大利润空间创造了条件 2 理论证明 三相交流电机比直流电机扭矩更大 相同 功率的交流电机扭矩在 1 8 2 2 牛顿 米之间 而 直流电机扭矩在 0 5 0 6 牛顿 米之间 本技术项 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 3 目的实现将使电动车的爬坡能力与摩托车相媲美 为进一步开拓电动车市场做出贡献 3 理论和实践已证明 三相交流电机的启动电流为 1 6 2A 直流电机的启动电流为 6 7A 这本是直流电机 容易起步的一个优点 本技术项目的通过变频调速 实现小电流起步 这一点反而成了本技术项目节能 的一大优点 4 理论证明 节能量用 GB12497 三相异步电动机经济 运行 强制性国家标准实施监督指南中的计算公式 调速电机为鼠笼式电机时 由于输入功率和转矩均 保持不变 鼠笼式电机的功率保持不变 损耗以有功 的形式表达出来 损耗功率通过转差离合器涡流发 热并由电枢上的风叶散发出去 由损耗功率公式 n1 n2 PH P1 P2 P1S P1 1 n1 其中 PH P1 电动机轴输出功率 P2 转差离合器轴输出功率 S 转差率 n1 电动机输出轴转速 n2 转差离合器输出轴转速 由 1 可以清楚看到 电磁调速电机的转速越低 浪费 能源越大 然而生产机械的转速通常不在最大转速下 运行 变频调速是一种改变旋转磁场同步速度的方法 是不耗能的高效调速方式 因此改用变频调速的方 式会有非常好的节能效果 节省的能量直接可用 1 式计算 经验证明 使用三相交流电机可节电 20 5 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 4 0 本技术项目的实现对于相同安时的电池 充电一 次将大大增加其续航能力 传统传统直流直流电电瓶瓶车驱动车驱动系系统统比比较较 DC DC MOTORMOTOR SYSTEM SYSTEM 现在采用普通电瓶作为储能装置 储 供电性能较差 容 量不大 充电时间长 导致车辆续行里程短 同时使用过程中 需要不断维护 长期使用需要不断加酸加水 使用成本高 频 繁加酸加水导致电瓶使用寿命短 一般使用一年左右必需更 换 大多采用国产变阻器 换相器进行电控 国产变阻器 换相 器性能不稳定 在大电流频繁变换过程中容易烧毁一旦出现 一样难以维修 必须将整套控制系统全部变换 增加使用成 本 采用直流电机作为驱动器 直流电机必须与电瓶匹配 由于 直流电机自身带碳刷 在长期使用过程中碳刷磨损严重 需 要定期检查更新 使用维护费用高 直流电机过载能力较差 在超负荷运转时容易烧毁电机 同时由于直流电机高速运转 是功率衰减快 导致车辆爬坡能力弱 平常使用过程中如遇 雨水容易短路烧毁电机 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 5 我公司开发的交流变频电动车控制系统能量利用率达92 交流变频电动车驱动系统 AC MOTOR SYSTEM 我公司变频控制器采用先进嵌入式技术 相当于微电脑控制 性 能稳定 以频率控制电能 为目前国内领先技术 该控制器由 本公司自主研发生产 质量及保养维修部得到保障 使用及 维护成本底 采用大容量铅酸密封电池作为储能装置 储 供电性能好 能 量利用率高 供电稳定 充电时间短 令车辆续行里程长 使 用过程中不需要维护 无需加酸加水 电池使用寿命长 一般 可使用三年 采用交流变频电机作为驱动器 性能稳定 抗过载能力强 不 烧电机 爬坡动力强劲 行驶时起步平稳 起步平稳 提速快 噪音底 令乘客倍感舒适 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 6 电动汽车的驱动系统除了具有普通电气传动的共性外 还应满足电动汽车特定用途的要求 电动汽车是一种在陆地 上露天运行 结构紧凑 具有车载能源的行走机械 工况复 杂 既要能高速飞驰 又要能频繁启动 制动 上下坡 快速 超车 紧急刹车 既要能适应雪天 雨天 盛夏 严冬 雪后撒 盐等恶劣天气条件 又要能承受道路的颠簸震动 还要保证 司乘人员的舒适与安全 电动车的核心 是要用电气传动系 统取代机械推进系统 用电池代替汽油作为车载能源 在零 排放或少排放的前提下 车辆的各项性能 价格指标的要求 针对这一要求公司开发应用于4 14座电动观光车的交流 变频电机驱动系统 主要解决了车辆运行过程中几个关键问 题 1 基速以下大转矩以适应快速启动 加速 负荷爬坡 频 繁起停等要求 2 基速以上小转矩 恒功率 宽范围以适应最高车速和公 路飞驰 超车等要求 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 7 3 整个转矩 转速运行范围内的效率最优化 以谋求电池 一次充电后的续驶里程尽可能长 4 电机及电控装置结构坚固 体积小 重量轻 抗颠簸振 动 5 操纵性能符合司机驾驶习惯 运行平稳 乘坐舒适 电气 系统失效保障措施完善 山西科芯电子科技有限公司产品部分目录表 KX 48 3 KX 72 4 额定扭矩 Nm 17 额定扭矩 Nm 17 电池电压 DC 48 电池电压 DC 72 最大扭矩 Nm 60 最大扭矩 Nm 60 最大功率 KW 6 最大功率 KW 8 额定功率 KW 3 额定功率 KW 4 最高转速 rpm 450 最高转速 rpm 5600 KX 72 5KX 72 7 5 额定扭矩 Nm 32 额定扭矩 Nm 32 电池电压 DC 72 电池电压 DC 72 最大扭矩 Nm 100 最大扭矩 Nm 10 最大功率 KW 10 最大功率 KW 15 额定功率 KW 5 额定功率 KW 7 5 最高转速 rpm 4500 最高转速 rpm 5600 KX 72 7 5 KX 96 6 3 山西科芯电子科技有限公司 专业三相交流变频控制器和驱动系统制造者 8 额定扭矩 Nm 48 额定扭矩 Nm 32 电池电压 DC 72 电池电压 DC 96 最大扭矩 Nm 150 最大扭矩 Nm 100 最大功率 KW 15 最大功率 KW 13 额定功率 KW 7 5 额定功率 KW 6 5 最高转速 rpm 4500 最高转速 rpm 5600 KX 96 10KX 96 10 o额定扭矩 Nm 32 额定扭矩 Nm 48 o电池电压 DC 96 电池电压 DC 96 o最大扭矩 Nm 100 最大扭矩 Nm 150 o最大功率 KW 20 最大功率 KW 20 o额定功率 KW 10