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新能源汽车电机控制器的功能是什么

2024-05-24 17:59 发布

电机控制器是连接电机与电池的神经中枢,用于调节整车的各项性能。一个智能的电控系统不仅能保障车辆的基本安全和精准操控,还能让电池和电机发挥出最佳性能。

电动汽车的四大关键技术包括电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术和电动汽车整车技术。电控系统负责控制电池、电机等组件,包括电池管理、发动机、电动机能量管理等功能。电控系统由ECU等控制系统、传感器等感应系统和驾驶员意图识别等子系统组成。

虽然电控系统的材料成本不高,但需要经过多次试验才能掌握关键算法,尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略,技术门槛较高。

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元,是电机驱动及控制系统的核心,主要由硬件部分(如IGBT功率半导体模块及其关联电路)和软件部分(如电机控制算法及逻辑保护)组成。

电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构,其控制和驱动特性决定了汽车的主要性能指标。

电机控制器通常由以下几部分组成:

1. 电子控制模块包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流、电压、转速、温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路,以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据电机类型的不同实现相应的控制算法。

2. 驱动器将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号,并实现功率信号和控制信号的隔离。

3. 功率变换模块对电机电流进行控制。电动汽车常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

目前,电动汽车电机控制器多采用三相全桥电压型逆变电路拓扑,部分产品前置双向DC/DC变换器,以增大电机端输入交流电压,提升高转速下的输出功率,降低电机设计与生产成本。

传统控制器中直流支撑电容器体积庞大、耐高温性能较差。为减小直流支撑电容器体积甚至取消直流支撑电容器,新型变换器电路拓扑和控制方法成为电动汽车应用研究的新热点,但尚处于实践探索阶段。目前电动汽车用变流器的研发重点仍然多集中在电力电子集成方面。

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