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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:基于变电压模式双额定转速驱动电机的适时四驱电动汽车
学校名称:山东科技大学
参赛队伍:山科突击队
参赛学生:王凤舰 王荣钢 徐广鹏  
指导老师:刘宗锋  

详细说明
1、作品简介 
    本作品的纯电动汽车,采用了前轮双速电机、双电机直接驱动,后轮单电机驱动的适时四轮驱动模式纯电动汽车,电池组模块的串并联转换技术,车辆智能控制系统,再生制动及电磁 ABS 等关键技术,可以实现一次充电后,在综合工况纯电续驶里程达到 246km;在 0-50km/h 加速时间为4.91s;电池组容量25kwh,据统计充电效率≥90%,综合工况纯电续驶里程达到246km,根据计算,在综合工况每百公里电耗为11.3kwh/100km;最高车速可达到 112.3km/h。采用前轮双电机直接驱动,减少传动机构,可以有效提高驱动效率;采用双速电机,在同一转矩下,低转速范围时,普通单速电机的效率下降,双速电机通过调整定子绕组的串联关系降低额定转速,使得在低转速时仍保持高效率,延长电源系统里程寿命、增加续驶里程。

 

通过相关测试,本项目的电动车最高车速可达112.3km/h,0-50km/h的加速时间可达4.91秒,续航里程可达275km/h,与普通电动汽车相比能源利用率更高。
2、作品创新性

双速电机相较于传统电机可以明显的提高其在低转速时的电机效率。根据电机特性,在高转速范围时,与传统电机效率相差不大;在同一转矩下,低转速范围时,电机的效率下降,双速电机通过调整定子绕组的串联关系降低额定转速,使得在低转速时仍保持高效率。所设计的双速电机通过智能转换开关实现定子绕组的串、并联转换,定子绕组串联匝数是并联匝数的 2 倍,根据电机的功率特性及电机在额定转速工况时的转动效率较高的特性,双速电机提高了各额定转速时的驱动效率。在单一电压工况时,通过定子绕组串、并联匝数关系及其与额定转速的关系,实现变结构双额定转速功能。

 

    在相同的安匝数时,双速电机的转矩相同,变结构双额定转速的变结构高额定转速的工作电流是变结构低额定转速工作电流的 2 倍,定子绕组并联时的电流是串联时的 2 倍,因此,在低速大转矩时的电流不大,降低了控制器的功率,降低了成本,降低了电池的放电倍率,延长电源系统里程寿命。

 

    51V80Ah 锂离子电池组模块组成电池组单元模块,通过智能转换开关实现 6块电池组单元模块串、并联转换,分别组成 307V80Ah 高电压电池组模块、153V160Ah 中电压电池组模块、51V480Ah 电池组启动模块等电池组模块;电池组单元模块通过继电器智能分时导通,实现并联电池组的高电压的电池组模块放电、电压降低,达到与低电压电池组极模块的相近电压值时,低电压模块才开始导通,解决了电池组只能放电、不能被充电的技术,在驻51V480Ah 模块的安全、可靠。提高了电机中、低速工况时驱动效率、降低能耗、延长电源系统里程寿命、增加续驶里程。

 

    所选车型去掉了发动机、变速箱、离合器、差速器等机械部件,保留了整车电路,转向、制动等部件。采用双电机驱动模式,电机通过球笼万向节传动轴,直接驱动前轮,无机械变速、差速等机械传动,减少了机械损耗,提高了机械传动效率。

 

    通过电子差速、再生制动及电磁 ABS

功能,提高了行驶性能、安全性、可靠性。
3、作品的关键技术
(1)四驱技术
(2)前轮双速电机直接驱动、后轮单电机驱动模式
(3)电池组单元模块的串、并联转换
(4)前轮双电机独立驱动电动汽车的电子差速功能
(5)再生制动功能及电磁 ABS 功能
(6)车辆智能控制系统

 

 

 

 

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