一,、什么是 驅(qū)動電機系統(tǒng)
驅(qū)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(qū)動電機系統(tǒng)是直接將電能轉(zhuǎn)換為機械能的部分,,決定了電動汽車的性能指標(biāo)。驅(qū)動電機系統(tǒng)由驅(qū)動電動機(DM)和驅(qū)動電機控制器(MCU)構(gòu)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(luò)向電機控制器驅(qū)動電車控制器發(fā)送指令,,實時調(diào)節(jié)驅(qū)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(zhuǎn)子位置進(jìn)行實時監(jiān)測,,并把相關(guān)信息傳遞給整車控制器VCU,進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵和冷卻風(fēng)扇工作,,使電機保持在理想溫度下工作,。
二、汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的組成部分
1,、驅(qū)動電動機
(1)永磁同步電機:一種典型的驅(qū)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(gòu),,是電能轉(zhuǎn)化為機械能載體。它依靠內(nèi)置旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變壓器:檢測電機轉(zhuǎn)子位置,,經(jīng)過電機控制器內(nèi)旋變解碼器解碼后,電機控制器可獲知電機當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置,,從而控制相應(yīng)的IGBT功率管導(dǎo)通,,按順序給定子三個線圈通電,驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn),。
(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(jìn)而控制水泵工作,、水路循環(huán)、冷卻電子扇工作,,調(diào)節(jié)電機工作溫度,。
2、驅(qū)動電機控制器
(1)驅(qū)動電機控制器對所有的輸入信號進(jìn)行處理,,并將驅(qū)動電機控制系統(tǒng)運行狀態(tài)信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給整車控制器,。驅(qū)動電機控制器內(nèi)含故障診斷電路,當(dāng)電機出現(xiàn)異常時,,達(dá)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(guān)數(shù)據(jù),。
(2)驅(qū)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(jìn)行電機運行狀態(tài)的監(jiān)測,根據(jù)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行電壓,、電流的調(diào)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(qū)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(qū)動電機控制器,,再由驅(qū)動電機控制器結(jié)合旋變傳感器信息(轉(zhuǎn)子位置),進(jìn)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(zhuǎn)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(yīng)電動勢,;另一方面以電磁力拖動轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速正向旋轉(zhuǎn)。隨著加速踏板行程不斷加大,,電機控制器控制的6個IGBT導(dǎo)通頻率上升,電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩,。隨著電動機轉(zhuǎn)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(dāng)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(dāng)駕駛員掛R擋時,,駕駛員請求信號發(fā)給驅(qū)動電機系統(tǒng),,再通過CAN線發(fā)送給MCU,此時MCU結(jié)合當(dāng)前轉(zhuǎn)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(jìn)而控制電機反轉(zhuǎn)。
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(zhuǎn),,設(shè)車輪轉(zhuǎn)速為V輪、電機轉(zhuǎn)速為V電機,,設(shè)車輪與電機之間固定傳動比為K,,當(dāng)車輛減速時,V輪K<V電機時,,電機仍是動力源,,隨著電機轉(zhuǎn)速下降,當(dāng) V輪K>V電機時,,此時電機由于被車輛拖動而旋轉(zhuǎn),,此時驅(qū)動電動機變?yōu)榘l(fā)電機。
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