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新能源汽車電機(jī)控制的案例

能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展望
一、前言 對(duì)新能源汽車而言,電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、電機(jī)控制器技術(shù)被稱為新能源汽車關(guān)鍵三電技術(shù)。在當(dāng)前電池技術(shù)未能取得突破的前提下,提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率、功率密度、安全性與可靠性成為新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要研究方向,也是我國(guó)政府和企業(yè)進(jìn)行政策制定和未來(lái)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)對(duì)象。 二、驅(qū)動(dòng)控制器關(guān)鍵技術(shù) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器作為新能源汽車中連接電池與電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換單元,是電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)的核心。其中高性能功率半導(dǎo)體器件、智能門極驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及器件級(jí)集成設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,將有助于實(shí)現(xiàn)高功率密度、低損耗、高效率電機(jī)控制器設(shè)計(jì);同時(shí),高性能、高可靠電機(jī)控制器產(chǎn)品,還要求具有高標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容性(EMC)、功能安全和可靠性設(shè)計(jì)。 (一)功率半導(dǎo)體器件技術(shù) 電機(jī)控制器的發(fā)展以功率半導(dǎo)體器件為主線,正從硅基絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、傳統(tǒng)單面冷卻封裝技術(shù),向?qū)捊麕О雽?dǎo)體(如SiC、GaN等)、定制化模塊封裝、雙面冷卻集成等方向發(fā)展。同時(shí),得益于成熟的技術(shù)迭代,以及相比于寬禁帶半導(dǎo)體器件更低的成本,硅基IGBT仍然是當(dāng)前與未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電機(jī)控制器產(chǎn)品的主要選擇。 在硅基IGBT芯片技術(shù)上,英飛凌科技公司針對(duì)新能源汽車市場(chǎng)高功率密度需求,已研發(fā)出EDT2芯片技術(shù),實(shí)現(xiàn)了750V/270A IGBT芯片量產(chǎn),富士集團(tuán)等日本廠商也都相繼研發(fā)出了高功率密度IGBT芯片技術(shù),并已批量應(yīng)用于汽車IGBT模塊產(chǎn)品。
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能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)展望
一、前言 對(duì)新能源汽車而言,電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、電機(jī)控制器技術(shù)被稱為新能源汽車關(guān)鍵三電技術(shù)。在當(dāng)前電池技術(shù)未能取得突破的前提下,提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率、功率密度、安全性與可靠性成為新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要研究方向,也是我國(guó)政府和企業(yè)進(jìn)行政策制定和未來(lái)發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)對(duì)象。 二、驅(qū)動(dòng)控制器關(guān)鍵技術(shù) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器作為新能源汽車中連接電池與電機(jī)的電能轉(zhuǎn)換單元,是電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)的核心。其中高性能功率半導(dǎo)體器件、智能門極驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及器件級(jí)集成設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,將有助于實(shí)現(xiàn)高功率密度、低損耗、高效率電機(jī)控制器設(shè)計(jì);同時(shí),高性能、高可靠電機(jī)控制器產(chǎn)品,還要求具有高標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容性(EMC)、功能安全和可靠性設(shè)計(jì)。 (一)功率半導(dǎo)體器件技術(shù) 電機(jī)控制器的發(fā)展以功率半導(dǎo)體器件為主線,正從硅基絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、傳統(tǒng)單面冷卻封裝技術(shù),向?qū)捊麕О雽?dǎo)體(如SiC、GaN等)、定制化模塊封裝、雙面冷卻集成等方向發(fā)展。同時(shí),得益于成熟的技術(shù)迭代,以及相比于寬禁帶半導(dǎo)體器件更低的成本,硅基IGBT仍然是當(dāng)前與未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)電機(jī)控制器產(chǎn)品的主要選擇。 在硅基IGBT芯片技術(shù)上,英飛凌科技公司針對(duì)新能源汽車市場(chǎng)高功率密度需求,已研發(fā)出EDT2芯片技術(shù),實(shí)現(xiàn)了750V/270A IGBT芯片量產(chǎn),富士集團(tuán)等日本廠商也都相繼研發(fā)出了高功率密度IGBT芯片技術(shù),并已批量應(yīng)用于汽車IGBT模塊產(chǎn)品。
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汽車專題第七期 |能源汽車電機(jī)篇(三)
技術(shù)鄰?fù)瞥?em>汽車專題合集,包含新能源汽車專題、自動(dòng)駕駛專題、輕量化專題、底盤專題等一系列專題,精心整理,便于大家的觀看。 本期為新能源汽車專題之電機(jī)篇,里面有優(yōu)質(zhì)文章、免費(fèi)視頻、最新文檔,快看看有沒(méi)有大家感興趣的內(nèi)容吧! 文章 1.新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)NVH仿真中的電磁力處理 主要內(nèi)容:任意定子結(jié)構(gòu)加載位置選擇、基于多個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的電磁階次力提取、分段斜極的電磁力提取... 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829916 2.電機(jī)NVH分析中的空間階次! 主要內(nèi)容:基于MANATEE的階次分析、基于MANATEE的力密度的時(shí)空分布... 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830157 3.新能源汽車NVH問(wèn)題、挑戰(zhàn)與趨勢(shì)! 主要內(nèi)容:汽車NVH基礎(chǔ)、新能源汽車NVH問(wèn)題與挑戰(zhàn)、新能源汽車NVH發(fā)展趨勢(shì)、總結(jié)...
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汽車專題第五期 |能源汽車電機(jī)篇(一)
3.什么是交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)?原來(lái)這么簡(jiǎn)單—新能源電動(dòng)汽車 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18024 主要內(nèi)容: 1.交流異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu) 2.定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)理 3.永磁同步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 4.使用MATLAB和Simulink進(jìn)行電機(jī)控制設(shè)計(jì) 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18031 主要內(nèi)容:采用基于模型的設(shè)計(jì),通過(guò)MATLAB和Simulink獲得電機(jī)控制設(shè)計(jì)的行業(yè)案例 1.PMS M的主題 2.定向控制自動(dòng)調(diào)節(jié)PI 3.控制器獲得動(dòng)態(tài)去耦 4.控制和磁通弱化控制 5.一個(gè)視頻看全目前所有主流新能源汽車電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)!
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新能源汽車電機(jī)控制圖1
【技術(shù)】能源汽車電機(jī)熱管理
圖新型混合型電機(jī)冷卻系統(tǒng)(更正:圖中“電池”更正為“銅管水套”) 1、風(fēng)冷 采用風(fēng)冷的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需要設(shè)計(jì)獨(dú)立的冷卻零件、維護(hù)方便及成本低,缺點(diǎn)是冷卻效果較差。為保證足夠的散熱量需求,驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器需要增大與氣流的接觸面積,導(dǎo)致電機(jī)控制器體積和成本的增加;驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器在車輛上使用時(shí)對(duì)應(yīng)的工況較為復(fù)雜,風(fēng)冷無(wú)法在各工況下保持所需的散熱量,故僅在熱負(fù)荷小的小型車驅(qū)動(dòng)電機(jī)或輔助電機(jī)采用風(fēng)冷。 氣體冷卻方式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低。KONDO M等對(duì)永磁同步電機(jī)設(shè)計(jì)了一個(gè)冷卻系統(tǒng),在軸承四周布置了環(huán)形冷卻腔以隔絕電機(jī)內(nèi)部的熱空氣,在電機(jī)軸承的外側(cè)安裝了帶槽的小圓盤,通過(guò)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)強(qiáng)迫對(duì)流。結(jié)果表明,該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了電機(jī)的冷卻性能,且平均能耗也有所減少。 2、油冷 日系車型的電機(jī)則能夠采用ATF(自動(dòng)變速器油)作為冷卻介質(zhì),與冷卻液相比,油冷電機(jī)體積更小,前機(jī)艙布置較為緊湊。 3、水冷 液體具有更高的比熱,且可以根據(jù)需要主動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度,故而液冷具有更好的穩(wěn)定性。對(duì)于新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器等元件,采用液冷可以迅速帶走熱量,實(shí)現(xiàn)溫度的快速降低,提高電機(jī)控制器的效率和壽命。現(xiàn)階段新能源汽車電機(jī)控制器普遍使用液冷冷卻。 液體冷卻方式因其優(yōu)異的換熱性能,而廣受關(guān)注,主要研究熱點(diǎn)是電機(jī)外殼水套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及水道的設(shè)計(jì)。田玉冬等對(duì)一臺(tái)額定功率為21 kW的電動(dòng)車的永磁同步電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種C型環(huán)槽水路結(jié)構(gòu),并運(yùn)用有限元數(shù)值計(jì)算的方法,對(duì)電機(jī)水冷系統(tǒng)及電機(jī)內(nèi)部的三維溫度場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算分析。研究結(jié)果顯示,轉(zhuǎn)子區(qū)域內(nèi)溫度分布均勻,最高溫度集中于磁鋼中部;定子區(qū)域內(nèi)繞組端部的溫度高于中部溫度。
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能源電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器概述 電機(jī)控制器,控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置,由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。 圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器 在電動(dòng)車輛中,電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令,將動(dòng)力蓄電池所存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能,來(lái)控制電動(dòng)車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài),或者將幫助電動(dòng)車輛剎車,并將部分剎車能量存儲(chǔ)到動(dòng)力蓄電池中。 它是電動(dòng)車輛的關(guān)鍵零部件之一。 電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個(gè)部分 二、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為:殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。 電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊,是電氣控制器關(guān)鍵零部件。 下圖為IGBT集成功率模塊。 通過(guò)電子控制元件與電氣控制元件對(duì)IGBT集成功率模塊的控制,輸出可控的三相正弦交流電流,從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。 如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡(jiǎn)圖。 IGBT集成功率模塊原理簡(jiǎn)圖 1. 殼體與連接器 電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器,并提供密閉的防塵防水(IP67)空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。 由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高,溫升快。 殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。 如圖所示為電機(jī)控制器殼體。 連接器安裝于殼體外部,可分為高壓連接器與低壓連接器。 如下圖所示為高低壓連接器。 高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶?duì)接。 低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。 2.
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能源汽車電機(jī)控制
圖3 圖4 同時(shí)也有如圖5所示,把整個(gè)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路放在一塊PCB板上,當(dāng)然這樣也會(huì)進(jìn)行高低壓區(qū)分布板,如圖5中靠近三相出線處為高壓部分,主要為驅(qū)動(dòng)電路;另一端導(dǎo)熱膠墊上部為控制部分,主要為低壓電路。 圖5 下面對(duì)硬件部分主要零件關(guān)鍵技術(shù)及行業(yè)趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹: 說(shuō)到關(guān)鍵零件第一個(gè)要介紹的肯定是IGBT模塊,它作為整個(gè)功率變換中心,占整個(gè)控制器成本的一半左右。IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR(電力晶閘管)的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。 IGBT模塊是由IGBT(絕緣柵雙極型晶體管芯片)與FWD(續(xù)流二極管芯片)通過(guò)特定的電路橋接封裝而成的模塊化半導(dǎo)體產(chǎn)品;封裝后的IGBT模塊直接應(yīng)用于電機(jī)控制器、變頻器、UPS不間斷電源等設(shè)備上;目前IGBT主要的幾種封裝形式如圖6所示,單管IGBT,表貼式IGBT,雙面水冷IGBT等,同時(shí)根據(jù)目前新能源汽車整體的發(fā)展趨勢(shì),高功率密度,高效率,輕量化等方向,IGBT封裝也在朝雙面水冷,SiC,GaN等方向發(fā)展。 圖6 第二個(gè)要介紹的是主控板上主控芯片(DSP),它作為電機(jī)控制器整個(gè)產(chǎn)品的控制核心,在整個(gè)PCB板上單個(gè)元器件的成本也是比較高的,目前行業(yè)比較主流的幾個(gè)品牌有英飛凌、TI、飛思卡爾等,根據(jù)新能源汽車行業(yè)功能安全要求,三個(gè)品牌目前都已有滿足功能安全要求的汽車級(jí)產(chǎn)品,當(dāng)然目前乘用車行業(yè)市占率相對(duì)比較高的芯片還是英飛凌的TC 275系列,目前已有好幾家企業(yè)達(dá)到了ASIL C及以上功能安全等級(jí)。
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能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)
新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)
能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器解析
驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車三大核心系統(tǒng)之一,是車輛行駛的主要驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特性決定了車輛的主要性能指標(biāo),直接影響車輛動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受。驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器(MCU)構(gòu)成,通過(guò)高低壓線束、冷卻管路與整車其他系統(tǒng)連接。 ----------------------------------------------------------------- 【免責(zé)聲明】版權(quán)歸原作者所有,僅用于技術(shù)分享與交流,非商業(yè)用途!對(duì)文中觀點(diǎn)判斷均保持中立,若您認(rèn)為文中來(lái)源標(biāo)注與事實(shí)不符,若有涉及版權(quán)等請(qǐng)告知,將及時(shí)修訂刪除,謝謝大家的關(guān)注!
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能源電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器結(jié)構(gòu)與功能
一、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器概述 電機(jī)控制器,控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置,由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電路組成。 圖1 某車型三合一集成式電機(jī)控制器 在電動(dòng)車輛中,電機(jī)控制器的功能是根據(jù)檔位、油門、剎車等指令,將動(dòng)力蓄電池所存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能,來(lái)控制電動(dòng)車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài),或者將幫助電動(dòng)車輛剎車,并將部分剎車能量存儲(chǔ)到動(dòng)力蓄電池中。 它是電動(dòng)車輛的關(guān)鍵零部件之一。 電機(jī)控制器的基本功能可分為兩個(gè)部分 二、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的基本結(jié)構(gòu) 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器基本結(jié)構(gòu)可分為:殼體、高低壓連接器、電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。 電氣功率元件主要為IGBT集成功率模塊,是電氣控制器關(guān)鍵零部件。 下圖為IGBT集成功率模塊。 通過(guò)電子控制元件與電氣控制元件對(duì)IGBT集成功率模塊的控制,輸出可控的三相正弦交流電流,從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩。 如圖為 IGBT集成功率模塊原理簡(jiǎn)圖。 IGBT集成功率模塊原理簡(jiǎn)圖 1. 殼體與連接器 電機(jī)控制器的殼體的主要用于固定各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件及連接器,并提供密閉的防塵防水(IP67)空間保護(hù)各電子控制元件、電氣控制元件、電氣功率元件。 由于車用電機(jī)控制器IGBT集成功率模塊輸出功率高,溫升快。 殼體提供相應(yīng)冷卻水路從整車?yán)鋮s系統(tǒng)引入冷卻液以冷卻IGBT集成功率模塊。 如圖所示為電機(jī)控制器殼體。 連接器安裝于殼體外部,可分為高壓連接器與低壓連接器。 如下圖所示為高低壓連接器。 高壓連接器主要用于與外部電能的傳輸?shù)膶?duì)接。 低壓連接器主要用于12V電源的供應(yīng)、與其他控制器通訊。 2.
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能源汽車講解丨驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制
新能源汽車講解丨驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制
新能源汽車電機(jī)控制圖2
能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制詳解
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能源汽車講解丨電機(jī)控制
新能源汽車講解丨電機(jī)控制器
能源汽車SiC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器研究進(jìn)展
來(lái)源
汽車專題第六期 |能源汽車電機(jī)篇(二)
點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829594 12.新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)分類、結(jié)構(gòu)及工作原理介紹 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1828418 13.新能源汽車四種常用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳解 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1828709 14.新能源驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子幾種常見的扁線繞組型式 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1829135 視頻 1.新能源汽車——電機(jī)控制器介紹 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18079 主要內(nèi)容: 1.電機(jī)控制器 2.商用車電機(jī)控制器結(jié)構(gòu) 3.乘用車電機(jī)控制器結(jié)構(gòu) 4.電機(jī)控制控制技術(shù) 5.電機(jī)控制器行業(yè)特點(diǎn) 2.同步磁阻電機(jī)—電氣世界的巨人 點(diǎn)擊鏈接查看內(nèi)容:https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c18090 主要內(nèi)容:介紹同步電機(jī)的物理、設(shè)計(jì)、功能 3.非常詳細(xì)的伺服電動(dòng)機(jī)原理講解,帶你快速入門伺服系統(tǒng)!
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