随着全球对环境保护意识的增强和能源危机的日益严峻,电动汽车以其零排放、高效能的特点,正逐渐成为汽车行业的新宠。而在电动汽车的核心部件中,永磁同步电机(PMSM)凭借其卓越的性能,占据了主导地位,成为众多电动汽车制造商的首选。
近年来,电动汽车技术的快速发展,尤其是高端车型如Tesla Model 3、比亚迪汉和保时捷Taycan等,不断刷新着电动汽车的电压等级记录。这些车型的母线电压分别高达350V、570V和800V,极大地提升了电动汽车的续航里程和充电效率。然而,高电压也带来了前所未有的安全隐患。
特别是在车辆发生碰撞等紧急情况下,如何迅速降低母线电压,确保乘客和救援人员的安全,成为了电动汽车行业亟待解决的技术难题。联合国车辆监管条规ECE R94对此有着明确规定,要求电动汽车在碰撞等紧急情况下,必须在5秒内将母线电容电压降低至60V以下,以避免二次电击伤害。
面对这一挑战,浙江大学的研究团队经过不懈努力,提出了一种全新的解决方案——基于总损耗功率估计的母线电容主动快速放电方法。这一方法通过精确计算电动汽车系统的总损耗功率,实现了母线电容的快速放电,不仅无需复杂的泄放电路,而且具有对参数变化不敏感、放电时间短等显著优势。
研究团队还深入剖析了传统PI控制器放电方法的不足,并创新性地提出了基于扩展滑模观测器的控制策略。这一策略有效抑制了母线电压降低到安全电压时的电压波动,进一步提升了放电过程的安全性和稳定性。实验结果表明,与传统方法相比,新方法不仅显著缩短了放电时间,还大幅提高了放电过程的鲁棒性和安全性。
为了验证这一方法的有效性,浙江大学的研究团队进行了大量的仿真和实验。他们建立了快速弱磁降压阶段的数学模型,为该方法的理论研究提供了有力支撑。这一模型的建立,不仅有助于深入理解放电过程的物理机制,还为进一步优化放电方法提供了坚实的理论基础。
浙江大学研究团队的这一创新成果,不仅为电动汽车的安全性能提升提供了新的思路和技术支持,还具有重要的理论价值和工程应用价值。随着电动汽车市场的不断扩大和技术的不断进步,这一成果有望在未来的电动汽车设计和制造中得到广泛应用,为电动汽车行业的持续健康发展注入新的活力。