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“新能源汽車進行時”——新能源汽車之驅動及控制系統(tǒng)

文: | 2014年9月 (0) | (0)

    驅動電機和電機控制器是新能源汽車的核心部件。在一輛純電動汽車中,驅動電機是驅動車輛行駛唯一動力裝置,相當于傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)動機。

    作為新能源汽車的核心部件,電動汽車電機控制要求更高——電機的平穩(wěn)運轉、快速啟動和制動以及電機效率背后都涉及到電機控制的關鍵技術,將直接關系到電能利用效率、整車性能、駕駛體驗以及車輛行駛安全。

驅動系統(tǒng)
    車輛的電機驅動系統(tǒng)的驅動方式可分為集中驅動與車輪獨立驅動。集中驅動結構簡單,可以沿用內(nèi)燃機汽車的部分傳動裝置,是目前應用最多的電驅動方式,容易處理電機冷卻、防振以及電磁干擾等問題。

    車輪獨立驅動的范例是三菱汽車公司應用開發(fā)的輪轂電機電動汽車,和日產(chǎn)汽車公司開發(fā)的輪轂電機電動汽車。

    相比傳統(tǒng)工業(yè)電機,新能源汽車驅動電機有更高的技術要求。類型主要有四種:直流電機、交流異步電機、永磁無刷電機(包括永磁同步電機)和開關磁阻電機。從綜合性能來看,永磁同步電機最具優(yōu)勢,更能代表新能源汽車驅動電機的發(fā)展方向。

    集成化是另一大趨勢,電機系統(tǒng)的集成化主要包括機電集成和電力電子集成,前者能有效降低系統(tǒng)重量和成本,后者是解決變流器成本和效率的最佳方案,其中功率器件IGBT模塊封裝的技術壁壘較高。

    國外:不少企業(yè)電機為內(nèi)部配套,博世等零部件巨頭具有很強實力。除Tesla以外,國外新能源汽車電電機已基本采用永磁同步電機。寶馬、大眾、豐田、日產(chǎn)的電機系統(tǒng)均為內(nèi)部配套,此外,在新能源汽車電機領域競爭力領先主要為博世、大陸、麥格納等大型零部件集團。

    國內(nèi):綜合實力較強的為北京精進、上海電驅動、大洋電機等。我國新能源客車主要采用交流異步電機,乘用車則基本采用永磁同步電機。國內(nèi)目前能為新能源商用車提供電機的企業(yè)較多,但同時能為商用車也能為乘用車提供電機的企業(yè)則相對較少,綜合實力較為突出的主要供應商包括北京精進、上海電驅動、大洋電機等。

控制系統(tǒng)
    電機控制技術是電動汽車的關鍵技術之一,它對電動車的性能將產(chǎn)生巨大的影響。由于驅動電機的原理、種類差別很大,因此,對每類電機的控制都是針對該類電機的原理采用適當?shù)目刂品绞健?/p>

    簡言之,直流電機的轉速是靠控制電樞和勵磁來實現(xiàn)的。交流電機采用矢量控制技術實現(xiàn)電機轉矩控制。永磁電機的控制較復雜,為實現(xiàn)最佳控制,常采用兩種或幾種控制方案結合運行。如采用最大轉矩控制和弱磁控制相結合以實現(xiàn)電機的效率最佳化和寬范圍調(diào)速的控制技術以及轉矩控制和PWM控制集成一體的控制技術等。

    隨著電機驅動系統(tǒng)和控制技術的發(fā)展,近年來各種智能控制技術、模糊控制技術、神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術已開始應用于汽車電機控制中,使汽車電機驅動系統(tǒng)實現(xiàn)了結構簡單、響應快、抗干擾強,極大地提高了驅動系統(tǒng)的技術性能。

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