新能源汽車技術(shù)之驅(qū)動電動機(jī)控制系統(tǒng)

一、系統(tǒng)概述

電機(jī)控制系統(tǒng)主要由電機(jī)控制器、驅(qū)動電機(jī)、電子換擋操縱裝置、加速踏板組成，還包括高壓電線、信號線和冷卻系統(tǒng)。其主要實現(xiàn)如下功能：①擋位管理的功能②扭矩解析，實現(xiàn)整車驅(qū)動③保證制動優(yōu)先④電機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度的測量⑤網(wǎng)絡(luò)管理和監(jiān)控的功能⑥對電機(jī)系統(tǒng)安全管理及系統(tǒng)保護(hù)的功能

1. 電機(jī)控制器

電機(jī)控制器又稱智能功率模塊，是電動汽車的核心控制單元，其通過硬線直接采集加速/減速信號、制動信號、擋位信號，通過CAN 總線采集動力電池狀態(tài)信息，解析駕駛員意圖并根據(jù)車輛的狀態(tài)控制驅(qū)動電機(jī)工作，實現(xiàn)車輛的正常行駛。

電機(jī)控制器使用了一些傳感器來檢測工作狀態(tài)。包括：①電流傳感器：用以檢測供給電機(jī)工作的實際電流( 包括母線直流電流、三相交流電流)。②電壓傳感器：用以檢測供給電機(jī)控制器工作的實際電壓( 包括高壓電池電壓、蓄電池電壓)。③溫度傳感器：用以檢測電機(jī)控制系統(tǒng)的工作溫度( 包括模塊溫度、電機(jī)控制器溫度)。

電機(jī)控制器通過CAN 線與BMS、組合儀表等進(jìn)行通訊數(shù)據(jù)連接。

2. 驅(qū)動電機(jī)

將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的部件，并將自身的運行狀態(tài)的信息發(fā)送給電機(jī)控制器。驅(qū)動電機(jī)使用了一些傳感器來提供自身的工作信息。包括：①旋轉(zhuǎn)變壓器：用以檢測電機(jī)工作時的實際轉(zhuǎn)速。②溫度傳感器：用以檢測電機(jī)的工作溫度。

3. 電子換擋操縱裝置

將駕駛員擋位的切換轉(zhuǎn)換為電信號傳遞給電機(jī)控制器。

4. 加速踏板總成

加速踏板總成由加速踏板與加速踏板位置傳感器組成，加速踏板位置傳感器將加速踏板踩下深度轉(zhuǎn)化為電信號傳遞給電機(jī)控制器，以使電機(jī)控制器判斷駕駛員的意圖。

5. 系統(tǒng)功能介紹

（1）擋位及車速控制

①車輛起動后，電機(jī)控制器采集電子換擋操縱裝置的信號及加速踏板的加速信號判斷其擋位狀態(tài)及駕駛員意圖，通過CAN1線將扭矩命令傳遞給電機(jī)控制器。②電機(jī)控制器根據(jù)指令信號，控制輸出三相電相序，實現(xiàn)車輛的前進(jìn)、后退?？刂戚敵龉β始邦l率控制車速。③組合儀表通過CAN1線，接受車輛的擋位、速度及驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，并在顯示屏上顯示，給駕駛員提供車輛運行信息。

（2）制動控制

車輛行駛過程中，當(dāng)駕駛員踩制動踏板，牽動制動開關(guān)動作，電機(jī)控制器接受制動開關(guān)發(fā)出的制動信號，判斷駕駛員制動意圖，停止三相電輸出，切斷車輛動力。

（3）電子風(fēng)扇控制

①電機(jī)控制器實時檢測驅(qū)動電機(jī)及自身的溫度。②當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時，控制冷卻風(fēng)扇繼電器閉合，冷卻風(fēng)扇通電工作。

二、常見車型電動機(jī)控制系統(tǒng)

比亞迪E6雙向逆變充放電式電機(jī)控制器（VTOG）是一款高度集成化的新型多功能控制器，其主要功能：電機(jī)控制與車輛控制功能、電網(wǎng)對車輛充電功能、車輛對電網(wǎng)放電功能、車輛對用電設(shè)備供電功能以及車輛充放電功能。驅(qū)動電機(jī)控制器通過采集油門、制動、檔位、模式等信號控制動力輸出。

VTOG安裝位置和外觀如下圖所示。在VTOG上有低壓接口、冷卻液進(jìn)/出水口以及高壓插接件。

眾泰云100S電動汽車電機(jī)控制器采用MC3336系列低壓交流控制器，該類型控制器是一款應(yīng)用于低壓交流電動車輛的驅(qū)動器，采用了國內(nèi)外一流的交流電機(jī)控制器算法，實現(xiàn)了對交流電機(jī)寬調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩的精準(zhǔn)控制。交流驅(qū)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)更寬的電機(jī)調(diào)速范圍，從而提高了車輛的行駛速度；交流電機(jī)無碳刷、全密閉、免維護(hù)，系統(tǒng)可靠性大大提高；交流系統(tǒng)能達(dá)到更高的效率，實現(xiàn)靈活的能量回饋控制，從而有效地提升續(xù)航里程。

北汽EV160電機(jī)控制器采用三相兩電平電壓源型逆變器。對所有的輸入信號進(jìn)行處理，并將驅(qū)動電機(jī)控制系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息通過CAN2.0網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器。驅(qū)動電機(jī)控制器內(nèi)含故障診斷電路。當(dāng)診斷出異常時，它將會激活一個錯誤代碼，發(fā)送給整車控制器，同時也會把存儲該故障碼和數(shù)據(jù)。