一、什么是 驅動電機系統(tǒng)
驅動電機系統(tǒng)是純電動汽車三大核心部件之一,是電動汽車的動力來源。驅動電機系統(tǒng)是直接將電能轉換為機械能的部分,決定了電動汽車的性能指標。驅動電機系統(tǒng)由驅動電動機(DM)和驅動電機控制器(MCU)構成,通過高低壓線束、冷卻管路,與整車其他系統(tǒng)作電氣和散熱連接。
整車控制器根據(jù)加速踏板、制動踏板、擋位等信號通過CAN網(wǎng)絡向電機控制器驅動電車控制器發(fā)送指令,實時調節(jié)驅動電機的扭矩輸出,以實現(xiàn)整車的怠速、加速、能量回收等功能。
電機控制器能對自身溫度、電機的運行溫度、轉子位置進行實時監(jiān)測,并把相關信息傳遞給整車控制器VCU,進而調節(jié)水泵和冷卻風扇工作,使電機保持在理想溫度下工作。
二、汽車驅動電機系統(tǒng)的組成部分
1、驅動電動機
(1)永磁同步電機:一種典型的驅動電機,具有效率高、體積小、可靠性高等優(yōu)點,是動力系統(tǒng)的執(zhí)行機構,是電能轉化為機械能載體。它依靠內置旋轉變壓器、溫度傳感器,來提供電機的工作狀態(tài)信息,并將電機運行狀態(tài)信息實時發(fā)送給MCU。
(2)旋轉變壓器:檢測電機轉子位置,經(jīng)過電機控制器內旋變解碼器解碼后,電機控制器可獲知電機當前轉子位置,從而控制相應的IGBT功率管導通,按順序給定子三個線圈通電,驅動電機旋轉。
(3)溫度傳感器:作用是檢測電機繞組溫度,并提信息供給MCU,再由MCU通過CAN線傳給VCU,進而控制水泵工作、水路循環(huán)、冷卻電子扇工作,調節(jié)電機工作溫度。
2、驅動電機控制器
(1)驅動電機控制器對所有的輸入信號進行處理,并將驅動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)信息通過網(wǎng)絡發(fā)送給整車控制器。驅動電機控制器內含故障診斷電路,當電機出現(xiàn)異常時,達到一定條件后,它將會激活一個錯誤代碼并發(fā)送給VCU整車控制器,同時也會儲存該故障碼和相關數(shù)據(jù)。
(2)驅動電機控制器主要依靠電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器來進行電機運行狀態(tài)的監(jiān)測,根據(jù)相應參數(shù)進行電壓、電流的調整控制以及其它控制功能的完成。
(3)電流傳感器用于檢測電機工作實際電流,包括母線電流、三相交流電流。
(4)電壓傳感器用于檢測供給電機控制器工作的實際電壓,包括動力電池電壓、12V蓄電池電壓。
(5)溫度傳感器用于檢測電機控制系統(tǒng)的工作溫度,包括IGBT模塊的溫度。
三、新能源 汽車驅動電機系統(tǒng)的工作過程
1、D擋加速行駛
駕駛員掛D擋并踩加速踏板,此時擋位信息和加速信息通過信號線傳遞給整車控制器,整車控制器把駕駛員的操作意圖傳遞給驅動電機控制器,再由驅動電機控制器結合旋變傳感器信息(轉子位置),進而向永磁同步電動機的定子通入三相交流電,三相電流在定子繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降。
由三相交流電產(chǎn)生的旋轉電樞磁動勢及建立的電樞磁場,一方面切割定子繞組,并在定子繞組中產(chǎn)生感應電動勢;另一方面以電磁力拖動轉子以同步轉速正向旋轉。隨著加速踏板行程不斷加大,電機控制器控制的6個IGBT導通頻率上升,電動機的轉矩隨著電流的增加而增加,因此,起步時基本上擁有最大的轉矩。隨著電動機轉速的增加,電動機的功率也增加,同時電壓也隨之增加。
與此同時,電機控制器也會通過電流傳感器和電壓傳感器,感知電機當前功率、消耗電流大小、電壓大小,并把這些信息數(shù)據(jù)傳送給儀表、整車控制器。
2、R擋倒車時
當駕駛員掛R擋時,駕駛員請求信號發(fā)給驅動電機系統(tǒng),再通過CAN線發(fā)送給MCU,此時MCU結合當前轉子位置(旋變傳感器)信息,通過改變IGBT模塊改變WVU通電順序,進而控制電機反轉。
3、制動時能量回收
駕駛員松開加速踏板時,電機由于慣性仍在旋轉,設車輪轉速為V輪、電機轉速為V電機,設車輪與電機之間固定傳動比為K,當車輛減速時,V輪K<V電機時,電機仍是動力源,隨著電機轉速下降,當 V輪K>V電機時,此時電機由于被車輛拖動而旋轉,此時驅動電動機變?yōu)榘l(fā)電機。
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