Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μελέτη και κατασκευή ηλεκτρονικού διαφορικού σε μικρό ηλεκτροκίνητο όχημα. Η εργασία αυτή εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Στα πλαίσια του θεσμού της πρακτικής άσκησης του τμήματος, ένα τμήμα της εργασίας αυτής εκπονήθηκε στην εταιρία Δ.Ε.Δ.Δ.Η.Ε. Α.Ε.
Σκοπός είναι η υλοποίηση ηλεκτρονικού διαφορικού σε διθέσιο ηλεκτροκίνητο όχημα το οποίο περιλαμβάνει δύο ηλεκτρικούς κινητήρες χωρίς μηχανική σύνδεση μεταξύ τους. Με τη σωστή λειτουργία του ηλεκτρονικού διαφορικού είναι δυνατή η επίτευξη στροφής του οχήματος με ασφαλή για τους επιβάτες τρόπο.
Αρχικά, σχεδιάστηκε το μικροϋπολογιστικό σύστημα του οχήματος το οποίο αναλαμβάνει να συλλέξει τα απαραίτητα σήματα για το σωστό έλεγχο. Επιλέχθηκε να χρησιμοποιηθεί δίαυλος επικοινωνίας CAN για τη μεταφορά των δεδομένων επειδή χαρακτηρίζεται από μεγάλη αξιοπιστία και ταχύτητα μετάδοσης. Το μικροϋπολογιστικό σύστημα απαρτίζεται από τέσσερις πλακέτες τυπωμένου κυκλώματος που επιτελούν τις λειτουργίες του ηλεκτρονικού διαφορικού, της απεικόνισης δεδομένων στο χρήστη και της διεπαφής των ελεγκτών των δύο κινητήρων στο δίαυλο.
Στη συνέχεια, δοκιμάστηκε πειραματικά η αποτελεσματικότητα του μικροϋπολογιστικού συστήματος δίνοντας βάση στην ορθή μετάδοση των δεδομένων και την επαρκή ταχύτητα μεταφοράς αυτών μέσα στο δίαυλο. Μετά την εξακρίβωση της ορθής λειτουργίας του συστήματος, τοποθετήθηκε στο όχημα μαζί με την απαραίτητη καλωδίωση. Κατά την υλοποίηση της καλωδίωσης δόθηκε βάση στον απλό σχεδιασμό και την εύκολη συντήρηση σε περίπτωση βλάβης.
Το επόμενο βήμα ήταν συγγραφή κώδικα σε γλώσσα προγραμματισμού που υλοποιεί τη λειτουργία του ηλεκτρονικού διαφορικού σύμφωνα με τη γεωμετρία Ackermann.
Το τελευταίο στάδιο της διπλωματικής εργασίας ήταν η συνολική αξιολόγηση του συστήματος μέσω μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν από το μικροϋπολογιστικό σύστημα του οχήματος. Κατά τις τελικές μετρήσεις εξακριβώθηκε η αποτελεσματικότητα της γεωμετρίας Ackermann κατά τη στροφή του οχήματος σε χαμηλές ταχύτητες που συναντώνται σε συνθήκες πόλης. / In this diploma thesis the design and the implementation of an electronic differential for a small electric vehicle is studied. The thesis was elaborated in the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion of the Department of Electrical and Computer Engineering in the University of Patras. A part of this thesis was accomplished in the company H.E.D.N.O. S.A. within the Internship program of the Department.
The primary target of this thesis is the implementation of an electronic differential for a Buggy type electric vehicle which utilizes two electric motors without mechanical connection between them. The appropriate operation of an electronic differential results in a safe turning trajectory.
In the first step, a microcomputer system was designed for the purpose of collecting and transferring the data required to achieve reliable control of the vehicle. Robust data transfer within the system is achieved by the use of a CAN bus, which characterizes the proposed architecture. The microcomputer system consists of four Printed Circuit Boards (PCBs) performing the operations of the electronic differential, the data visualization to the driver and the interface of the two motor controllers respectively.
Subsequently, the microcomputer system was tested and installed on the vehicle, focusing on the correct and fast data transmission. Moreover the wiring of the system was implemented with the aim to simplify the design for easy debugging in the case of a failure.
Then, a program was written in C to implement the operation of the electronic differential based on the Ackermann geometry.
The final stage of this diploma thesis was the overall evaluation of the system by the examination of the results obtained by experiments. The results of the experiments verified the effectiveness of the Ackermann geometry during the turning of the vehicle in the low speeds of city driving.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/8321 |
| Date | 05 February 2015 |
| Creators | Μήλας, Νικόλαος |
| Contributors | Τατάκης, Εμμανουήλ, Μητρονίκας, Επαμεινώνδας, Milas, Nikolaos, Τατάκης, Εμμανουήλ, Μητρονίκας, Επαμεινώνδας |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0032 seconds