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新能源电动汽车电机控制器构成及工作过程

来源:电竞企鹅直播平台    发布时间:2024-04-02 22:10:18

产品描述:

  电机控制器,作为电动汽车的核心部件之一,是汽车动力性能的决定性因素。它从整车控制器获得整车的需求,从动力电池包获得电能,经过自身逆变器的调制,获得控制电机需要的电流和电压,提供给电动机,使得电机的转速和转矩满足整车的要求。

  电机控制器是连接电机与电池的神经中枢,用来调校整车各项性能,足够智能的电控不仅能保障车辆的基本安全及精准操控,还能让电池和电机发挥出充足的实力。

  从外部看,一般的电机控制器最少具备两对高压接口。一对输入接口,用于连接动力电池包高压接口;另外一对是高压输出接口,连接电机,提供控制电源。 至少具备一只低压接头,所有通讯、传感器、低压电源等等都要通过这一个低压接头引出,连接到整车控制器和动力电池管理系统。

  包括电机控制器的低压电源和低压信号:低压电源,乘用车以12V为常用,商用车以24V为常用,与车辆小蓄电池相连;CAN信号,包括整车CAN与内部CAN网络,一般有两路或更多;旋变信号:与电机的旋转变压器相连接,负责检测电机的转速,旋转变压器装在电机端;部分DI和DO,根据不同的客户的真实需求进行预留。

  (1)指令和响应 电机控制器,调速指令的触发信号,来自整车控制器的命令。整车控制器一方面体现驾驶员意图,另一方面从安全和车辆电气系统运作时的状态出发,评估对司机的响应是不是合理,最后执行或打折执行。驾驶员的意图通过加速踏板和制动踏板表达并传递给整车控制器。 整车控制器给到电机控制器的具体指令,与动力系统相关的有以下几种,加速,减速,制动,停车。电机控制器做出的响应为,改变电源电流、电压、频率等参数,使得电机的运作时的状态符合整车控制器的需要。 (2) 闭环 电机控制器自身是一套闭环控制管理系统,调节目标参数,检测受控函数值是否到达预期,若不相符,反馈给控制器,再次调整目标参数。经过反复的闭环反馈,实现高精确度的控制。

  整车控制器采集车速传感器,各个电气部件温度、电压等重要状态参数,判断整车的综合情况,是不是满足驾驶员提出的需求,同时不妨碍总系统的健康情况。这样的一个过程,是整车层面的闭环控制。

  (3)改善的方向 一方面,好的控制策略,会对控制精度和响应速度产生重要影响,因而是研发人员投入精力的重要领域。

  另一方面,随着各个部件控制运算能力的提升,电动汽车的驾乘感受将越来越“随心所欲”。

  包括,PWM波生成电路,复位电路,传感器信号处理电路,交互电路。中央控制模块,对外,通过对外接口,得到整车上其他部件的指令和状态信息。对内,把翻译过的指令传递给逆变器驱动电路,并检测控制效果。

  电机控制器的主题是一部逆变器,对电机电流电压来控制。经常选用的功率器件主要有MOSFET, GTO,IGBT等。

  将中央控制模块的指令转换成对逆变器中可控硅的通断指令,并作为保护设施,具备过压、过流等故障的监测保护功能。

  系统应用到的传感器包括电流传感器,电压传感器,温度传感器,电机转轴角位置传感器等,根据设计的基本要求增减。

  按照控制从易到难排列,分别是直流无刷电机,永磁同步电机,开关磁阻电机,异步电动机。

  电控的难易,既包括硬件系统模块设计的规模大小、造价高低,也包括软件算法实现的控制精度高低和为了达到这个精度所采用的策略和方法的鲁棒性的好坏。

  人们期待得到的是硬件结构相对比较简单,软件算法简洁,控制精度高,系统稳定性高的控制系统。

  GB /T 18488.1—2015《电动汽车用电机及其控制器第1 部分: 技术条件》;

  GB /T 18488.2—2015《电动汽车用电机及其控制器第2 部分: 试验方法》。

  2015版为最新版本,标准里主要是针对安全性和耐环境性提出了具体实际的要求,比如各部分的绝缘性耐压性能以及各种耐环境性。而电机的技术参数,作为验证项目,只要符合厂家自己的声明即可。

  (1)驱动板,(2)驱动板支架,(3)高压母线)三相输出叠层铜排,(5)三相铜排,(6)母线)日立双面水冷IGBT模块,(8)叠层母排,(9)出水口盖板,(10)IGBT冷却水道,(11)母线)正(或者负)母排,不知道哪个是正负,(13)进水口盖板,(14)控制板,(15)电容引脚焊接点,(16)IGBT中间四引脚焊接点,(17)IGBT粗引脚焊接处,(18)IGBT水道另一端盖板。

  不同的厂家的控制器会有不同,但基本上包括了以上所有部件,只是不同的厂家或者型号,外形会有不同。

  控制板分析:控制板最重要的包含:电源电路、控制芯片,CAN网络,旋变电路和各种采样电路。

  电源电路电源电路主要将12V或者24V电转变成DSP和部分电路所需的电压,标志以变压器,电解电容,大体积瓷片电容,大体积电感,粗走线为标志,一般都会采用的方案:英飞凌的DSP一般都会采用英飞凌的电源芯片,部分采用英飞凌的TLF35584;TI的DSP一般都会采用TI的DSP所推荐的电源芯片。

  控制芯片常用DSP,一般为板子上最大的芯片,还有一个会使用到FPGA和CPLD与DSP一起使用,常用DSP芯片为英飞凌和TI的,部分低端车型也是用意法半导体的。

  CAN网路:以小共模电感为标志,这个容易与旋变电路混肴,我们大家可以通过判断附近的IC判断是否为CAN网络。

  旋变电路:硬件解码电路以旋变解码芯片为标志,芯片以ADI的12XX系列芯片为主,如果是软件解码,以小共模电感和推挽电路为标志,容易与CAN网络混肴,CAN网络没有推挽电路。

  驱动板分析:驱动板上有高压部分和低压部分,板子上会有明显的隔离带,驱动部分包括:驱动电源、高压采样和驱动电路。

  驱动电源:以变压器为标志,不同的方案会有不同的设置方案,一般有反激电源、正激电源和半桥电源,变压器有6个,3个,2个和1个的区别,6个变压器,三相上下桥各有一个变压器,各个桥臂上下桥各一个电源,3个变压器,每一相一个变压器,2个变压器,一般会是上桥一个变压器,下桥一个变压器,1个变压器是一个变压器扮演2个,3个和6个变压器的作用。其中变压器越多越有利于PCB布线。

  高压采样:高压采样电路包括多个高压采样电阻和隔离运放,高压采样电阻一般会采用1206或者更大封装,隔离运放以安华高的C87A/BT为主。

  驱动电路:驱动电路是将DSP输出的驱动信号经过隔离芯片将驱动信号带载能力加强,驱动IGBT,并将故障信号送到DSP,隔离方式主要有磁隔离、容隔离和光电隔离,我们常用的为磁隔离和容隔离。带载能力各不相同,一般后面加推挽电路,现在也有一些更大带载能力的芯片可供使用。

  年度晶圆出货量首次突破200万片,出售的收益和毛利率双双增长,32个季度连续盈利……这就是华虹集团旗下上海华虹宏力半导体制造有限公司(“华虹宏力”)交出的2018年亮眼成绩单。受惠于全球市场对特色工艺平台及创新性制造技术的高度认可,2018年华虹宏力的产能利用率高达99.2%,居于行业领头羊。在市场环境多变、中美贸易关系不确定性的情况下,华虹宏力为何能取得如此卓越成绩? 近日,在第八届年度中国电子ICT媒体论坛暨2019产业和技术展望研讨会上,华虹宏力战略、市场与发展部科长李健以《电动汽车“芯”机遇》为题,阐述了汽车电动化下产业新机遇,以及华虹宏力为拥抱这波机遇所做的战略布局。从中,你我将得以管窥华虹宏力亮眼成绩背后的选择与

  “芯”机遇的两大要诀 /

  特斯拉电动汽车迅速走红,丰田及其它汽车制造商不甘落后,正在奋力追赶。 去年全球销售的电池电动汽车、插电式混动汽车约为210万辆,只相当于12月份全球新车销量的3.8%,相当于2018年全年新车销量的2.2%。如果想将这一比例提升到10%甚至更高,电动汽车一定要达到两个要求:充电一次能续航400英里(约644公里)甚至更远,只要10分钟就能充满电。汽车制造商离这样的目标还很遥远,不过丰田、捷豹、奥迪、大众、保时捷正在努力。 本月丰田曾高调宣布,未来大部分插电式混动新车将会配备固态电池,最快2020年完成转变,比原计划提前2年。丰田之前还曾表示计划在2030年之前销售新能源汽车550万辆,现在它将时间向前提了5年;这里所说的新能源汽车

  中国汽研环境风洞低温控湿功能已正式上线,各项性能指标优异,满足低温控湿试验要求。本期介绍电动汽车热泵系统环境风洞结霜试验研究。试验根据结果得出:在不一样的温度相同高湿环境下,外蒸发器很快出现结霜,结霜后热泵系统COP 逐渐降低,全程需要开启 PTC 补热;而在不同湿度相同温度环境下,低湿工况不会结霜,高湿工况则因为结霜其总功率高出低湿工况 200W-300W 左右,高湿工况COP比不结霜工况 COP 低0.5。 1.研究背景 近年来,国内外新能源车发展迅猛,常规电动汽车采用PTC加热实现冬季采暖,但因消耗大量电能导致冬季续航大幅削减,低温下甚至降低 20%以上。随着新能源车的加快速度进行发展,一些新技术也开始应用到新能源车上,比如采用热泵空调

  热泵系统环境风洞结霜试验研究分析 /

  引言:欧洲的新能源汽车数据部分地区已经出来了,让人惊讶的是,法国、西班牙和意大利三个疫情非常严重的地区,整体的新能源汽车恢复很快。而挪威、荷兰和瑞典则整体保持稳定,等英国和德国的数据出来以后我们大家可以看下欧洲五月的全貌。这次以德国和法国特殊汽车补助往新能源汽车方向倾斜,我们还是能看到两国政府对于电动汽车的起量的诉求,这些钱是用来支持本国车企继续加大投入转型的,千金买骨协助本国车企转型的,本文还将对法国车辆的细致构成进行核对和整理。 01 部分已经发布数据的主要欧洲国家的新能源注册数据 欧洲的主要国家的新能源汽车销量陆续披露了,如下所示: 法国 7176 辆(同比+78%)、 西班牙 1116 辆(同比 -29%)、意

  数据分析 /

  随着国内消费者对于车辆驾驶安全性、舒适性的需求逐步提升,以及有关政策对于特定商用车型加固空气悬架的刚性要求,中国市场对空气悬架的需求正在迅速增加。 尤其是在电动汽车中,空气弹簧因为满足了舒适性和驾驶性的各种需求,正在慢慢的变受欢迎。它不仅仅可以让车辆保持恒定车高,在高速运行时也能降低车身高度以改善空气动力学。此外,通过切换腔室的空气弹簧提供不一样的等级的刚度,可为车辆的舒适性和动态性提供更大的灵活性。 作为领先的空气悬架制造商,德国 NVH(噪声、振动和粗糙度)专家Vibracoustic威巴克拥有超过20 年的汽车空气弹簧开发和生产经验,可提供最先进的空气弹簧产品组合,支持乘用车制造商开发、生产和集成空气悬架系统。

  提供完整的空气悬架系统集成 /

  动力电池 是发展 新能源汽车 的核心,新能源汽车产业风起云涌的今天,动力电池作为新能源汽车三大核心技术之一,该领域一直是产业链企业的必争之地。   据估计,动力电池行业未来20年市场价值将达到恐怖的2400亿美元,而瞄准着巨大的市场,众多企业不吝投资,目前中国已经确定的便拥有超过140个电池生产商,它们都拼命埋头于扩容增产,以便在这个行业里抢得先机,分掉一杯羹。   众多电池企业生存困难 然而现在绝大多数企业的日子并不好过,未来是否能有发展也并不明朗。受骗补调查、补贴政策调整、新能源汽车推荐目录重审、上游原材料涨价等影响,绝大部分电池企业的动力电池业务在上半年发展受阻,导致动力电池订单和出货量大幅下滑。   原材料价格持续上涨,成本升

  9月9日,比亚迪30GWh动力电池项目签约仪式在西安高新区举行,该项目计划投资120亿元人民币。 比亚迪从2003年落户西安高新区以来,已布局了汽车、IT、轨道交通及汽车金融等产业。近年来,比亚迪逐步扩大其新能源布局,例如今年1月,比亚迪与高新区签订了新能源乘用车扩产项目协议,总投资20亿元,建成达产后将达到年产30万辆新能源乘用车产能,年产值400亿元。 30GWh动力电池项目无疑是比亚迪新能源战略的重大一环,因为西安主要生产比亚迪“秦”、“宋”、“e5”、“秦EV”等新能源车型。 据悉,30GWh动力电池项目建成后有望成为行业中的“超级工厂”,促进陕西省新能源汽车产业加快速度进行发展,增强西安新能源汽车动力电池配套能力,为西

  摘 要:电动汽车的电源管理方案,涉及到了发动机、电动机、蓄电池的工作状况、车辆行驶速度、行驶阻力以及驾驶员的操作等诸多参数,利用CAN总线技术,把以上参数的测控装置连接起来,是实现电动汽车的电源管理的关键步骤,本文主要论述了基于CAN 总线的电动汽车电源管理中的通信系统模块设计与实现技术。 关键词:电动汽车;电源管理; CAN 总线;通信技术 随着石油价格的上涨以及环保要求的提高,电动慢慢的变成了是未来汽车发展的一个重要方向。对于以电池供电的全电动力系统或者以发动机和蓄电池混合动力系统而言,电源管理系统模块设计是关系车辆性能的一个主要的因素,设计时需要仔细考虑综合车辆总体设计的具体方案和外部使用环境,为了节约电源,还要设计一定的控制

  电源管理通信设计 /

  领域的应用

  接入智能电网的逆变控制关系技术

  汽车电机驱动技术

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