Диссертация (792772), страница 17
Текст из файла (страница 17)
При столкновении с препятствием электромобиль может получитьменьший ущерб, чем обычный автомобиль, так как основная масса силовыхагрегатов в электромобилях распределена иначе по сравнению с автомобилямитрадиционной конструкции, и при столкновении ведет себя по-другому. Однакопри столкновении, из-за нарушения изоляции токоведущих частей, кузовавтомобиля может оказаться под высоковольтным напряжением. Такая ситуациясоздает серьезную угрозу не только пассажирам, находящимся внутри салонаэлектромобиля, но и создает большую проблему пожарным (в случаивозникновения пожара) и спасательным службам [58,87,111-112].Впоследниегодынаблюдаетсязначительныйростпроизводстваавтомобилей с электрической тягой, и на протяжении последних десятилетий былдостигнут значительный прогресс в области усовершенствования технологииразработки и производства электромобилей как перспективных транспортныхсредств [18].
Основным достижением в этой области можно считать улучшение133134тяговых характеристик и массогабаритных показателей, увеличение дальностипробега,атакжерядтехнологическихрешений,касающихсяпроблемэлектробезопасности. Одной из достойных на сегодняшний день решений проблемэлектробезопасности является создание системы, способной предотвращатьнеисправности и отключать систему высокого напряжения при аварии [1].Принцип действия данной системы основан на использовании сигналадатчиков столкновения, используемых для срабатывания подушек безопасности,т.е.
при срабатывании датчиков столкновения отключается высоковольтная цепьпитания. Однако у этой системы наряду с преимуществами имеется ряднедостатков. Главный недостаток заключается в пороге срабатывания подушекбезопасности. Как известно, срабатывание подушек безопасности влечет за собойдополнительные расходы на ремонт автомобиля. По этой причине порогсрабатывания подушек безопасности настроен таким образом, чтобы онисрабатывали только тогда, когда столкновение является достаточно сильным иремень безопасности может травмировать водителя и пассажиров.Учитываяэтуспецификусистемыбезопасности,длясистемыэлектробезопасности этот порог срабатывания может быть слишком большим, т.е.изоляция высоковольтных кабелей может нарушиться при столкновениях меньшейсилы, когда могут сработать подушки безопасности.Предложеннаясистема[1]электробезопасностипредусматриваетальтернативный вариант, когда используются специальные датчики столкновения,сигналы которых дают команду только на отключение высоковольтной цепипитания.Таким образом, можно снизить порог срабатывания этих датчиков.
Однако иу этого решения имеются свои недостатки. При снижении порога срабатыванияспециальных датчиков столкновения необходимо предотвратить ложное, илинеправильное срабатывание системы электробезопасности, в случае ударовпосторонними предметами вблизи датчиков.134135Другимнедостаткомявляютсядополнительныедатчики,которыеувеличивают стоимость и усложняют конструкцию автомобиля.Таким образом, с технической точки зрения существует много нерешенныхпроблем, относящихся к проблемам электробезопасности.
Несмотря на всетрудности, существующие проблемы с годами успешно решаются, и в ближайшиедесятилетия ожидается разработка полноценных электромобилей, обладающихинтеллектуальнойсистемойбезопасностисулучшеннымитехническимихарактеристиками и более низкой стоимостью по сравнению с аналогичнымитранспортными средствами традиционной конструкции.Другой областью проблем, относящихся к вопросам электробезопасностиэлектромобилей, являются стандарты, устанавливающие правила и нормыэлектробезопасностиэксплуатацииавтомобилейнаэлектрическойтяге.Большинство отечественных стандартов распространяются либо на стационарные,либо на ручные инструменты и приборы бытового назначения.К автомобильным подвижным средствам с автономным высоковольтнымисточником, к которым относятся электромобили, эти нормы необходимоприменять с учетом их конструкционной особенности и специфики эксплуатации.Так, необходимо учитывать более широкое воздействие внешних факторов наэлектромобиль (температура, влажность, вибрации, грязь на дорогах и т.д.).На сегодняшний день нормой, регламентирующей практически все вопросы,касающиеся пожаро-, взрыво- и электробезопасности, является стандарт СТО37.001.071-2010 [87].
В разделах 2,3,4 стандарта сделаны ссылки на ряддействующих государственных нормативных документов, устанавливающихнормы электробезопасности, которые распространяются в том числе наэлектромобили.В настоящее время во всем мире наблюдается постепенный отказ отавтомобилей, потребляющих нефтепродукты, и переход на экологическиетранспортные средства, которые являются альтернативными и несомненно135136перспективнымитранспортнымисредствами.Чтокасаетсянормативныхдокументов, то в среднесрочной перспективе эксплуатация автомобилей сэлектрической тяговой установкой будет расширяться, и перед государственнымиинститутами,устанавливающиминормативныедокументы,появитсянеобходимость первоочередной разработки норм и стандартов, определяющихтребования к пожаро-, взрыво-, и электробезопасности этих транспортных средств.5.7.
Выводы по главе1. Разработана физическая модель повышающего преобразователя постоянногонапряжения и стенд для проведения экспериментальных исследований. Присборке модели была разработана принципиальная схема и рассчитаныпараметры деталей с использованием методики предложенной во 2-й главеданной диссертационной работы.2.
РазработанасистемауправленияППНнаосновепрограммируемогомикроконтроллера ATmega328, позволяющая легко изменять скважность ичастоту напряжения преобразования.3. НасобранномстендесиспользованиемППНбылпроведенрядэкспериментальных исследований с целью подтверждения работоспособностисобранной модели и сравнения с результатами компьютерного моделированиядля проверки адекватности собранной модели.4. Для корректного сравнения результатов эксперимента на физической моделибылипроведеныдополнительные исследованияимитационноймодели.Результаты сравнения показали, что погрешность большей части параметровсобранных моделей находится в допустимых пределах и можно сделать вывод оадекватности полученных данных при экспериментальных исследованиях.136137ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.
Проведенанализсуществующихразработоквобластиимпульсныхпреобразователей постоянного напряжения, транспортного назначения. Порезультатам анализов было установлено что для ЭП транспортного назначениямощностью более 50 кВт, для повышения напряжения АБ, применениетрехканального ППН является более оптимальным решением. Выбор в пользуданного решения обусловлено более высокой эффективностью и большойплотностью мощности что для ЭП с автономным источником энергии имеетбольшое значение.2.
Разработана методика определения и расчета параметров основных компонентовОППН транспортного назначения и даны рекомендации по проектированиюсистемыуправлениямногоканальныхпреобразователейпостоянногонапряжения, где в основном рассмотрены цифровые методы управления на базепрограммируемых контроллеров.3. Разработана комплексная математическая модель тягового электрооборудованияЭТС включающая тяговую аккумуляторную батарею, трехфазного инвертора исинхронного электродвигателя с постоянными магнитами, а также ОППНинтегрированного в силовую цепь для повышения напряжения тяговогоисточника тока. С использованием разработанной модели проведен рядэкспериментов по определению эффективности и целесообразности примененияОППН в состав СУ ЭТС.4. Результатыанализапроведенныхэкспериментовпоказали,чтоприиспользовании ЭП с относительно высоким номинальным напряжением (650В)в период интенсивных переходных режимов (частое ускорение и торможение)когда токи нагрузки достигают больших значений, КПД системы выше посравнению с низковольтным электроприводом (400В).5.
Анализ результатов исследования показали, что повышение напряжения сиспользованием ОППН является одной из эффективных решений задачиоптимизации и улучшения массогабаритных показателей аккумуляторной137138батареи. Основная причина использования повышающего преобразователявместо увеличения количества единичных аккумуляторов в пакете АБ состоит втом, что в последнем достаточно сильно усложняется конструкция пакетааккумуляторов. Кроме того, усложняется система мониторинга за состояниемаккумуляторов т.к. пакет АБ состоит из сотни единичных накопителей энергии(в случай, когда используется литий-ионный тип АБ). Кроме этого сувеличением количества батарей увеличивается его общая стоимость и вес.6. Проведенные эксперименты на лабораторном стенде, собранном на базеповышающегопреобразователяпостоянногонапряжения,показалиработоспособность, высокую эффективность и стабильность при различныхрежимах работы ППН.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
