电动汽车电机控制器原理及 发展趋势研究

电动汽车电机控制器原理及 发展趋势研究，发展电动汽车,电控部分的 含量是很高的,尤其是电机控制器,目前中国在电机控制器的集成方面进步是相当快的。

1、电机控制驱动系统分类
电动汽车的负载是随机变化的,具体表现为,车辆行驶方向有前行和倒退,有加速和减速。电机控制驱动系统的基本功能是控制电机的工作,确保汽车的前行和倒退、加速和减速自如。基本分类:
①直流电机驱动系统: 一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式,其特点是控制 简单、成熟、成本低,但效率低、体积大等。

②交流感应电机驱动系统 : 一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式,高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速,采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。

③交流永磁电机驱动系统 :目前主流的是采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速,其低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定。
目前纯电动汽车主流用的是:永磁同步电机,采用稀土永磁体励磁,与感应电机相比不需要励磁电路,具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。

2、电动汽车电机控制器基本趋势是集成
目前城市配送电动车电机控制器已经做到“五合一”水平,代表发展方向。目前的产品有5大类:

①单主驱控制器、辅件三合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DCDC);

②辅件五合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DCDC+PDU+双源EPS控制器);

③乘用车控制器(集成:主驱+DCDC);

④物流车三合一控制器(集成:主驱+DCDC+PDU);

⑤物流车五合一控制器(集成:主驱+EHPS控制器+ACM控制器+DCDC+PDU)。

3、多合一的电机控制器功能介绍
①基本功能:通过逆变桥调制输出正玄波来驱动电机;

②配电回路:为集成控制器其他部分提供配电,如TM接触器、熔断器、电空调回路供电、电除霜回路供电等等;

③IGBT驱动回路:接收控制信号,驱动IGBT并反馈状态,提供电压隔离以及保护;

④辅助电源:为控制电路提供电源,为驱动电路提供隔离电源;

⑤DSP电路:接收整车控制指令,并提供反馈信息,检测电机系统传感器信息,根据指令传输电机控制信号;

⑥结构与散热系统:为电机控制器提供散热,提供控制器安装支持,提供控制器安全防护。

4、电动汽车电机控制器 发展趋势
①高安全性,这个是基本要求。集成功能越来越多,安全要求越高。

②高功率密度化。外形体积随分装向小型化发展。

③高压化是基本趋势。IGBT的方向是650V IGBT的设计往更高的750V以及1200V 。

④EMC等级越来越高。接下来要做到class5水平。