隨著電動汽車的普及化,,現(xiàn)今市面上的電動汽車的發(fā)動機使用的都是交流電機,。交流電機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,。控制軟件根據(jù)不同類型電機的特點實現(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 ):起到對電機電流進行控制的作用。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,。
電動機種類繁多
基于不同研究目的,,因此電機的分類繁多。目前電動汽車的電機基本上用的交流電機,,目前主流車用的主流電機是永磁交流電機,,有三個特性:一是結(jié)構(gòu)簡單,,工作運行上安全可靠性;二是電動機的體積小,,重量比較輕,,功耗的損耗小,工作效率高,;三是電動機的形狀和尺寸具有靈活多樣性,。
電動機控制器進行工作
電動機在驅(qū)動汽車工作過程中,電動機控制器在促使電動機工作,。電機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提供電源,,其次控制器接受電機轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表,,當發(fā)生制動或者加速行為時,控制器控制變頻器頻率的升降,,從而達到加速或者減速的目的,。
電動機控制器未來發(fā)展遵循原則
一、高安全性,,是電動機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,、獨立安全關(guān)斷路徑、獨立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年或者未來可以達到2013年外形體積大小的1/10。
從芯片角度來看,,電動機控制器是往高效率,、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,、高壓化是電動機控制器未來發(fā)展的基本趨勢
GBT的方向是650V,,IGBT的設(shè)計往更高的750V以及1200V 。EMC等級將越來越高,,下一步應(yīng)該是class5水平?,F(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器件成本達到高等級EMC要求,。
電機控制器已做到“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)。