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[導(dǎo)讀] 隨著電動汽車的普及化,現(xiàn)今市面上的電動汽車的發(fā)動機(jī)使用的都是交流電機(jī)。交流電機(jī)的動力是由車載儲電池提供,通過車載儲電池對車輛提供直流電,但是正常的電動機(jī)卻需要交流電才能正常工作。因此把直流電變成

隨著電動汽車的普及化,現(xiàn)今市面上的電動汽車的發(fā)動機(jī)使用的都是交流電機(jī)。交流電機(jī)的動力是由車載儲電池提供,通過車載儲電池對車輛提供直流電,但是正常的電動機(jī)卻需要交流電才能正常工作。因此把直流電變成交流電才是電動汽車工作的關(guān)鍵。

電動機(jī)控制器3大模塊

1、電子控制模塊(ElectronicController):是包括硬件電路和相應(yīng)的控制軟件的統(tǒng)稱。硬件電路主要包括微處理器及其最小系統(tǒng)、對電機(jī)電流,電壓,轉(zhuǎn)速,溫度等狀態(tài)的監(jiān)測電路、各種硬件保護(hù)電路,以及與整車控制器、電池管理系統(tǒng)等外部控制單元數(shù)據(jù)交互的通信電路??刂栖浖鶕?jù)不同類型電機(jī)的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制算法。

2、驅(qū)動器(Driver):可以將微控制器對電機(jī)的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動功率變換器的驅(qū)動信號,并隔離功率信號和控制信號。

3、功率變換模塊(PowerConverter ):起到對電機(jī)電流進(jìn)行控制的作用。電動汽車經(jīng)常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管、功率場效應(yīng)管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。

電動機(jī)種類繁多

基于不同研究目的,因此電機(jī)的分類繁多。目前電動汽車的電機(jī)基本上用的交流電機(jī),目前主流車用的主流電機(jī)是永磁交流電機(jī),有三個(gè)特性:一是結(jié)構(gòu)簡單,工作運(yùn)行上安全可靠性;二是電動機(jī)的體積小,重量比較輕,功耗的損耗小,工作效率高;三是電動機(jī)的形狀和尺寸具有靈活多樣性。

電動機(jī)控制器進(jìn)行工作

電動機(jī)在驅(qū)動汽車工作過程中,電動機(jī)控制器在促使電動機(jī)工作。電機(jī)控制器是由逆變器和控制器兩部分組成。其中逆變器接收電池輸送過來的直流電電能,逆變成三相交流電給汽車電機(jī)提供電源,其次控制器接受電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表,當(dāng)發(fā)生制動或者加速行為時(shí),控制器控制變頻器頻率的升降,從而達(dá)到加速或者減速的目的。

一、高安全性,是電動機(jī)控制器的最基本要求

集成功能越來越多,意味著安全要求越來越高。安全性能需要通過很多芯片架構(gòu)結(jié)合實(shí)現(xiàn),比如SBC+MCU監(jiān)控架構(gòu)、高壓備份電源、安全相關(guān)驅(qū)動芯片、IGBT故障的全面診斷、獨(dú)立安全關(guān)斷路徑、獨(dú)立ADC通道的旋變信號解碼、不同質(zhì)兩路高壓采樣電路、不同質(zhì)三相電流霍爾傳感器等。

二、高功率密度化,其外形體積會隨分裝向小型化發(fā)展

隨著器件的發(fā)展和分裝技術(shù)的發(fā)展,成本預(yù)測會逐步降低。從分裝角度來說,傳統(tǒng)易用型模塊向方磚、超薄外形,最后裸DBC/芯片形式這樣的趨勢發(fā)展。外形體積隨分裝向小型化發(fā)展,2018年或者未來可以達(dá)到2013年外形體積大小的1/10。

從芯片角度來看,電動機(jī)控制器是往高效率、高操作結(jié)溫方向發(fā)展。比如E3芯片,其操作結(jié)溫在150℃,EDT2芯片結(jié)溫可以提升至175℃,SIC碳化硅芯片結(jié)溫可以超過175℃,如果E2芯片功率損耗為1,后兩者功率損耗分別為0.8和0.3到0.5之間。使用SiC器件可以顯著降低開關(guān)損耗,提升系統(tǒng)效率,減少死區(qū)時(shí)間,提升系統(tǒng)輸出能力。

從電池包和控制器的總體考慮,總成本下降5%,從整車考慮,續(xù)航里程增加10%。使用SiC器件之后能夠提升整體效率。

三、高壓化是電動機(jī)控制器未來發(fā)展的基本趨勢

GBT的方向是650V,IGBT的設(shè)計(jì)往更高的750V以及1200V 。EMC等級將越來越高,下一步應(yīng)該是class5水平。現(xiàn)在二代產(chǎn)品可能能做到class3、class4,以后EMC要做到class5,要求措施要做到小型化,成本更低。EMC核心突破創(chuàng)新定位在:以更優(yōu)的濾波方案,更低成本的EMC器件成本達(dá)到高等級EMC要求。

電機(jī)控制器已做到“五合一”水平,有5大類產(chǎn)品

目前,在很多城市,基本的電動車電機(jī)控制器已經(jīng)做到“五合一”水平,分為5大類別產(chǎn)品:

1、單主驅(qū)控制器、輔件三合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DCDC)。

2、輔件五合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DCDC+PDU+雙源EPS控制器)。

3、乘用車控制器(集成:主驅(qū)+DCDC)。

4、物流車三合一控制器(集成:主驅(qū)+DCDC+PDU)。

5、物流車五合一控制器(集成:主驅(qū)+EHPS控制器+ACM控制器+DCDC+PDU)。

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