隨著國家大力推廣新能源電動汽車,使得汽車動力系統(tǒng)發(fā)生了變革。主要趨勢是汽車排放潔凈化:電動汽車是我國汽車能源發(fā)展新趨勢。隨著電動汽車保有量的不斷增加,電動汽車配件的需求量也不斷增加,需要大量的有文化有一定專業(yè)知識的人才進入新能源電動維修市場。本文介紹的制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺,是汽車電子技術(shù)專業(yè)(新能源方向)所學課程汽車動力電機及控制技術(shù)實驗體系中的一部分。實訓臺采用國內(nèi)較新E160車型,教學與實踐緊密結(jié)合,實用性強。選擇原車的各元器件,連接電路,以便能使學生在實驗期間了解掌握更多電動汽車動力系統(tǒng)、及控制工作原理。使之加深印象,達到良好的教學效果。
1 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的選擇和確定
1.1 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的選擇。我們把制作電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺做為《汽車動力電機及控制技術(shù)》課程的一個教學項目、若干個任務。選用北汽新能源純電動轎車的動力系統(tǒng)進行制作的全真實訓臺。這樣能夠較好的完成這個項目教學?!镀噭恿﹄姍C及控制技術(shù)》實驗教學采用的實驗體系包括直流電動機、交流電動機、永磁無刷直流電動機、永磁同步電動機及開關磁阻電動機的一系列實驗。其中永磁同步電動機更能代表當前電動汽車動力系統(tǒng)。通過實訓更注重學生能做實驗而掌握更多電動汽車動力系統(tǒng)方面以及北汽電動汽車動力系統(tǒng)的相關知識點。
1.2 電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺總體方案的確定。電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)實訓臺,選用北汽新能源純電動轎車E160的動力系統(tǒng)制作的。包括驅(qū)動電機、電機控制器、傳動系統(tǒng)、動力電池、加速/制動踏板系統(tǒng)等。該設備用于培養(yǎng)職業(yè)院校學生掌握純電動轎車驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)工作原理和故障診斷與維修的操作技能培訓等。全真實訓臺組成。組
成:該設備由北汽新能源轎車永磁同步電機、電機驅(qū)動器、冷凝器及管路、組合儀表、系統(tǒng)工作參數(shù)顯示儀表、動力電池組、充電系統(tǒng)、測量面板、故障設置系統(tǒng)、實訓臺移動支架、一體化控制模塊、理實一體化軟件等組成的完備設備。
2 建立電動汽車驅(qū)動電機控制系統(tǒng)平臺
主要功能:在實訓臺上,E150純電動車驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)可以正常運行,在顯示儀表上可以觀察不同工況下參數(shù)的變化。實訓臺測量面板上分布了E150驅(qū)動電機與控制器系統(tǒng)電路圖和測量端子,利用萬用表等測量儀器在端子處測量不同工況下傳感器或執(zhí)行器等動態(tài)參數(shù)或波形。配備故障設置系統(tǒng),對驅(qū)動電機和控制器系統(tǒng)電路插入故障,訓練故障診斷排除的技能。配備理實一體化軟件,可以同時滿足多人利用同一實訓臺進行實訓的需要。理實一體化軟件包含5個模塊。
2.1 理論知識模塊。
(1)電機系統(tǒng)的構(gòu)成:介紹永磁同步電機構(gòu)造,電機控制器構(gòu)造。
(2)電機系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù):電機的主要技術(shù)參數(shù)和控制器的技術(shù)參數(shù)。
(3)電機系統(tǒng)的工作原理和接口定義:介紹電機系統(tǒng)工作原理,旋轉(zhuǎn)變壓器構(gòu)造和工作原理,電機系統(tǒng)的連接示意圖,電機接口定義,控制器接口定義。
(4)電機系統(tǒng)控制策略:電機系統(tǒng)驅(qū)動模式,電機系統(tǒng)發(fā)電模式。
(5)電機系統(tǒng)故障診斷:冷卻系統(tǒng)布置,溫度保護功能,旋變故障描述。
2 . 2 原理教學與虛擬拆裝模塊。
(1)建立模型:在三維虛擬現(xiàn)實環(huán)境下,建立北汽新能源E150電動車電機與控制器系統(tǒng)模型,模型可以任意放大、縮小和360度旋轉(zhuǎn)。
(2)原理教學:虛擬電機系統(tǒng)模型可以運行,透視觀察內(nèi)部零部件的運動過程和工作原理。
(3)虛擬拆裝實訓:對電機系統(tǒng)進行三維互動拆裝實訓??梢允謩臃植讲鹧b,也可以利用自動演示拆裝過程。
(4)零部件認識:提供電機系統(tǒng)的爆炸圖,點擊零部件出現(xiàn)其名稱。
2.3 故障診斷模塊。
(1)電路圖。故障診斷軟件上電路圖與電機與控制器系統(tǒng)實訓臺測量面板上電路圖一致。
(2)測量點。測量點的位置與電機與控制器系統(tǒng)實訓臺測量面板上的測量點位置一樣,測量點的數(shù)據(jù)采集電機與控制器系統(tǒng)實訓臺的數(shù)據(jù)并實時保持相同。
(3)故障設置。在電路圖上直接設置故障,通過無線通訊技術(shù)將故障設置指令傳輸?shù)綄嵱柵_的一體化遠程控制模塊上,在實訓臺上產(chǎn)生設置的故障。
(4)傳感器、執(zhí)行器學習模塊。顯示電路圖上傳感器或執(zhí)行器的三維動畫圖、電路原理圖、結(jié)構(gòu)解剖圖、安裝位置圖,標準波形圖。
(5)虛擬儀器。軟件界面上提供虛擬萬用表、試燈等。
2.4 試驗指導書模塊。
(1)試驗指導書格式: Web網(wǎng)頁格式,支持三維動畫、Flash動畫、視頻等。
(2)電機溫度保護測量。利用Flash動畫、三維動畫、照片、文字、圖表和word文檔等編制試驗書。內(nèi)容有:學習目標、實訓組織、實訓準備、實訓步驟。實訓項目、實訓效果、小結(jié)等,提供學生工作頁。
(3)控制器溫度保護測量。
(4)旋變故障診斷。
2.5 考評模塊。
(1)理論知識試題庫:建立純電動車電機與控制器系統(tǒng)相關的理論知識題庫,試題庫對教師開放,教師可以批量導入試題。
(2)試卷管理:根據(jù)難易程度編輯試卷。
(3)試卷批閱:查詢每個學生的答題情況,可以批注試卷。
(4)人員管理:編輯班級、編輯人員、導入數(shù)據(jù)。
(5)考試答題:學生端答題。
(6)實訓考核:對實訓臺進行故障設置,進行故障診斷排除考核。同時考慮方便學生測量實踐不易過小,外型尺寸為(長×寬×高:2460mm×1850mm×800mm。以達到提供學生親自動手檢測實訓臺的功能。學生互查、互評。教師進行驗收、考核。完成項目教學。從而達到鞏固加深教學成果的目的。
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