基于EtherCAT的試驗(yàn)臺應(yīng)用于環(huán)保型電動汽車
OSCAR 是一款運(yùn)動型、零排放、安全性能高的雙人座都市車,靠電力驅(qū)動,最高時速可達(dá) 130 km/h(80.7 mph)。只需約 6 kWh 的電力,OSCAR 汽車就能夠行駛約 100 km(62 英里)。這相當(dāng)于一個現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī) 1 升柴油可以發(fā)出的能量。OSCAR 汽車的另一個優(yōu)點(diǎn)就是,電能能夠由太陽能、風(fēng)能和水能等可再生資源產(chǎn)生。
OSCAR 是一款零排放汽車,通過一個創(chuàng)新的驅(qū)動解決方案提高能效。它由一臺高速異步電機(jī)(運(yùn)行速度為 25,000 rpm)、一臺全自動雙速減速機(jī)、新型高能電池和現(xiàn)代 IGBT 電力電子功率器件構(gòu)成。這款一升排量的汽車由德國達(dá)姆斯塔科技大學(xué) Akasol 太陽能工程研究公司研發(fā)而成。用于驅(qū)動配置和優(yōu)化的試驗(yàn)臺由 Akasol 的合作伙伴 CuroCon GmbH 提供,并通過 Beckhoff 設(shè)備控制。
Akasol 在一個全自動驅(qū)動試驗(yàn)臺上對此驅(qū)動解決方案進(jìn)行驗(yàn)證,在動態(tài)考慮不同負(fù)載的情況下,該試驗(yàn)臺對傳動系統(tǒng)加以控制,測量其性能及其它特性,并對其進(jìn)行參數(shù)化,以便在所有行駛條件下都能夠讓驅(qū)動性能最大化。“關(guān)鍵是要有具有確定性、能精確定時的高精度測量技術(shù),相應(yīng)地也需要有快速、精確的數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。Beckhoff 基于 PC 的控制平臺正是我們所需要的解決方案。”Akasol 研究中心主管 Felix von Borck 如是說。
借助 EtherCAT 可讓采樣率 < 1 毫秒
控制系統(tǒng)的核心部分是一臺 Beckhoff 工控機(jī) C6901(操作系統(tǒng)為 Windows XP)和 TwinCAT PLC 控制軟件。EtherCAT - 基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線 - 用作總線系統(tǒng)。結(jié)合模擬量和數(shù)字量 EtherCAT 輸入和輸出端子模塊,試驗(yàn)臺的采樣率可小于 1 毫秒。“我們能夠從各種 Beckhoff 總線端子模塊裝配驅(qū)動試驗(yàn)臺所需的 I/O 元件。系統(tǒng)具有開放性,能夠方便地將串口 RS232)和子總線系統(tǒng),如 CANopen 直接集成入端子模塊系統(tǒng)中。”CuroCon 的項(xiàng)目工程師 Joachim Petersen 如此說道。“傳感器上的溫度、電機(jī)電流、開關(guān)電機(jī)電壓、速度及驅(qū)動軸和電機(jī)軸的扭矩讀數(shù)實(shí)時采樣和處理。
在 LabView 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,CuroCon 研發(fā)了一套靈活的CuroControl 試驗(yàn)臺軟件來控制試驗(yàn)臺,該軟件還可與Beckhoff TwinCAT PLC 軟件結(jié)合起來使用,制定試驗(yàn)進(jìn)度表。有一個 Beckhoff 控制面板用于實(shí)現(xiàn)可視化。Joachim Petersen 先生堅信:“Beckhoff 硬件和軟件在速度、模塊化和靈活性方面所具備的優(yōu)勢無須旁證。組件可單獨(dú)配置,操作方便。
技術(shù)參數(shù)
6 kWh/100 km
范圍:100 - 300 km
最大時速:130 km/h
長度:2.50 m
高度:1.55 m
寬度:1.20 m
OSCAR 是一款運(yùn)動型、零排放、安全性能高的雙人座都市車,只需約 6 kWh 的電力即可行駛約 100 km(62 英里)。這相當(dāng)于一個現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī) 1 升柴油可以發(fā)出的能量。
電力驅(qū)動系統(tǒng)由高速、高精度異步電機(jī)及銅轉(zhuǎn)子構(gòu)成,外型緊湊。變速箱系統(tǒng)專為高輸入速度而設(shè)計。一臺配備 Beckhoff 控制設(shè)備的全自動驅(qū)動試驗(yàn)臺對驅(qū)動系統(tǒng)的能耗進(jìn)行了優(yōu)化。
毫無疑問,我們還將為以后的三個試驗(yàn)臺配備 Beckhoff 產(chǎn)品。”
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