1.CONTROLUL N POZIIE PENTRU MAINA DE CURENT CONTINUUCONTROLUL AVANSAT AL ACIONRILOR ELECTRICE

CONTROLUL AVANSAT AL ACIONRILOR ELECTRICEStudent:Neculache IonutAnul IV2014-2015PROIECT CAAE

I.Introducere.Vehiculele electrice hibride sunt considerate n prezent ca fiind o soluie potrivit pentru

reducerea emisiilor de gaze i a consumului de combustibil, n comparaie cu vehiculele

tradiionale. Un vehicul electric hibrid (VEH) combin acionarea cu un motor termic cu acionarea cu cel puin un motor electric. Dup dispunerea elementelor componente, exist dou configuraii majore: vehicule hibride serie, la care roile motoare sunt acionate doar de motorul electric i vehicule hibride paralel, la care roile motoare sunt acionate de ambele tipuri de motoare.

Dezvoltarea VEH are n vedere reducerea emisiilor de gaze poluante i reducerea

consumului de combustibili, ceea ce se obine, n principiu, prin dou mari direcii: a) utilizarea frnrii recuperative, ceea ce permite recuperarea unei pri din energia cinetic a vehiculului i stocarea sa (de obicei n baterii); aceast energie este folosit apoi la accelerare, cu reducerea cu peste 20% a consumului de combustibil; b) oprirea motorului termic n timpul staionrilor scurte i al deplasrilor la mic vitez, mai ales n mediul urban, cu creterea eficienei cu circa 40%. Fiind vehicule complexe strategiile de control trebuie s urmreasc obinerea unor performane dinamice similare cu ale vehiculelor clasice, dar cu un consum ct mai mic de combustibil i cu utilizarea optim a surselor de stocare a energiei electrice. Evoluia tehnic important impune utilizarea unor

sisteme de testare i implementare rapide, care s aduc ct mai repede vehiculul aflat n faza de proiectare n faza de produs finit, disponibil pe pia.Avantaje si dezavantaje.Avantaje:

produc mai puin zgomot dect un motor termic

rspund mai rapid la comenzi

recuperarea energiei la decelerare

au o autonomie mai mare dect un vehicul electric simplu

mai mult finee i uurin n manipulare

se rencarc mai repede dect un vehicul electric

consumul este mult mai sczut

Dezavantaje:

cntrete mai mult dect alte vehicule

se defecteaz mai des

cost mai multII.Program Matlab:

Calculul puterii motorului electric pentru propulsia unui EV(ElectricVehicle) se desfasoara astfel:1.Se stabileste diagrama de viteza. Conform normelor Europene se considera doua regimuri de mers:in localitati (cinci cicluri start-stop) si respectiv in afara localitatilor.2.Datele initiale sunt momentele de timp la care se modifica viteza EV si respectiv acceleratiile si decelaratiile de miscare;3. In program se calculeaza diagramele complete de viteze si cupluri4. Din aceste diagrame se calculeaza cuplul mediu patratic5 Din ofertele de motoare se alege motorul care are cuplul nominal maimare sau egal decat cuplul mediu patratic calculat6. Se verifica daca motorul ales satisface solicitarile dindiagrame adica,daca motorul ales asigura cuplul si viteza maxima de croaziera; Ciclul start-stop in oras este urmatorul; t:10-28sec; a1=0.88+/- 0.01N =0.81 v1=16K/h +/- 0.3N =13.9 t:50-95sec; a2=0.88+/- 0.01N =0.81 v2=32+/- 0.35N =29.55 t:120-165sec; a3=0.95 v3=50+/- 0.3N =47.9 t:165-175sec; a=0 v4=35+/- 0-25N =33.25 t:175-190sec; a4=0.95m/s2 v5=0Ciclul total in oras este de: 4X200sec=800sec Ciclul de mers in afara loc. este urmatorul;t: 20-120; a1= 0.48 +/- 0.02N =0.34 v1=70+/-3N =119t: 120-190; a=0 v2=50+/- 3N =79t: 190-250; a3=0.27 +/- 0.03N =0.06 v3=70+/-2N =126t: 250-315; a4=0.24+/-0.03N =0.03 v4=100+/-2N =86t: 315-345; a5=0.28 +/- 0.04N =0 v5=120+/-N =113t: 345-380; d6= 0.95+/- 0.1N =0.88 v6=0Ciclul total in afara loc. este de 400 secCiclul total este: 1200secRaspuns Matlab:

ftte =

531.1143

ptte =

5.4862e+03

Calculul si diagramele vitezelor:Calcul ciclu de mers in oras.sp1=[0 0 0 13.9 13.9 13.9 13.9 0 0 ... %1-9 0 0 29.55 29.55 29.55 29.55 0 0 ... %10-17 0 0 47.9 47.9 47.9 47.9 33.25 33.25 33.25 33.25 0 0]; %18-29 ... %40 40 40 40 40 40 0 0];sp1=sp1/3.6;t1=[0 10 10.1 0 0 0 0 28 28.1... %1-9 50 50.1 0 0 0 0 95 95.1 ... %10-17 120 120.1 0 0 0 0 165 165.1 0 0 190 190.1]; %18-29 t1(4)=t1(3)+sp1(4)/0.88; t1(5)=t1(4)+0.1; t1(6)=t1(8)-sp1(4)/0.88; t1(7)=t1(6)+0.1; t1(12)=t1(11)+sp1(12)/0.88; t1(13)=t1(12)+0.1; t1(14)=t1(16)-sp1(12)/0.88; t1(15)=t1(14)+0.1; t1(20)=t1(19)+sp1(20)/0.55; t1(21)=t1(20)+0.1; t1(22)=t1(24)-sp1(20)/0.95; t1(23)=t1(22)+0.1; t1(26)=t1(28)-sp1(24)/0.95; t1(27)=t1(26)+0.1;

Calcul ciclu de mers in afara loc. t2=[0 20 20.1 0 0 0 0 120 120.1 190 190.1 0 0 ... 250 250.1 0 0 315 315.1 0 0 345 345.1 380 380]; sp2=[0 0 0 119 119 119 119 79 79 79 79 119 119 119 119 ... 86 86 86 86 113 113 113 113 0 0]; sp2=sp2/3.6; t2(4)=t2(3)+sp2(4)/0.88; t2(5)=t2(4)+0.1; t2(6)=t2(8)-sp2(4)/0.88; t2(7)=t2(6)+0.1; t2(12)=t2(11)+sp2(12)/0.88; t2(13)=t2(12)+0.1; t2(16)=t2(15)+sp2(16)/0.88; t2(17)=t2(16)+0.1; t2(20)=t2(19)+sp2(20)/1.4; t2(21)=t2(20)+0.1;

Alegerea motorului:Alegem motorul in functie de puterea nominala si cuplul maxim admis.

Puterea nominala trebuie sa fie mai mare sau cel putin egala fata de puterea rezultata din programul Matlab.

P=5.4 Kw

Cuplul nominal trebuie sa fie mai mare sau cel putin egal fata de cuplul maxim rezultat din programul Matlab.

Mmax=61 Nm

Motorul ales:

Se consider un vehicul electric hibrid cu structur de tip paralel (figura 1). Modelul

vehiculului hibrid este prezentat n figura 2. n regimul de motor, maina electric furnizeaz putere la roi, fiind alimentat de la baterie. n regim de generator, ea va prelua energia cinetic de la roi i o va transforma n energie electric stocat n baterie.La frnare, maina electric va recupera energie, care, la vehiculul clasic, se pierde prin

frecare n sistemul de frnare mecanic. Algoritmul de management al energiei are n vedere modul de furnizare a puterii electrice TME, pe baza strii de ncrcare a bateriei, cu scopul de a folosi motorul termic la un punct de funcionare ct mai eficient.

Stand de testare a sistemului electric de propulsie.Dezvoltarea sistemului de control al vehiculului se realizeaz n cteva etape succesive:

simularea off-line; simularea n timp real; testarea vehiculului pe standul dinamometric; testarea vehiculului n teren. Multe din aspectele interaciunilor complexe ce exist ntre elementele componente i ale strategiilor de control necesare pot fi evideniate timpuriu prin simulrile off-line i simulrile n timp real.

n figura 3 se prezint un stand de testare a sistemului electric de propulsie, format din dou maini electrice cuplate mecanic, una reprezentnd motorul de acionare a vehiculului iar cealalt funcionnd ca main de ncrcare ce asigur cuplul de sarcin.Principiul de functionare a unui vehicul electric.

2 regimuri de lucru, conform figurii 4:

-regim de motor

-regim de frana cu regenerare

Figura 4. Schema bloc a regimurilor de motor si respectiv de frana pentru un vehicul electric

Acionarea motorului de traciune este responsabil cu

ndeplinirea tuturor cerinelor lanului de acionare: eficiena ncrcrii

de baz i eficiena ncrcrii maxime.

Figura 5. Lanul de acionare hibrid cu celule de combustie

Figura 6. Lan de acionare cu excitaie separat pentru un vehicul hibridOptimizarea proiectrii poate fi mpins chiar i mai departe de

arhitectura unui singur motor. Sunt posibile dou arhitecturi. Cele dou

lanuri de acionare pot fi integrate ntr-unul singur i puterile lor reunite

prin intermediul unei combinaii de dispozitive, de obicei un set de roi

(figura 5). Cele dou lanuri de acionare ii pot alimenta propriile osii,

pentru ca apoi puterile generate de ele s fie combinate din mers

(figura 6).

Figura 7. Lanul de acionare hibrid serie-paralel cu celule de combustieAcest lan de acionare este un hibrid ntre lanurile de

acionare hibrid serie i paralel. Puterea de la celulele de combustie i

sursa de putere electric pot fi nsumate electric sau mecanic. O

asemenea arhitectur permite rencrcarea sursei de putere electric

cu ajutorul celulelor de combustie cnd vehiculul nu accelereaz.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Figura 8.

In figura 8 s-a detaliat schema de functionare in regim hibrid cand bateria de acumulator se poate incarca de la retea si respectiv de la generatorul electric antrenat de un motor termic auxiliar in scopul cresterii autonomiei de mers.

Hibrid ev tutorial

-Aceeasi deplasare se poate realiza sub diferite forme ale traiectoriilor de miscare(curbe de miscare)-Optimizarea miscarii inseamna alegerea unei traiectorii din multimea posibila astfel incat consumurile sa fie minime.

-Calculul consumului se poate efectua cu ajutorul diagramelor de randament ale motorului electric, diagrame furnizate de fabricantul masinii electrice.

2

11