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驱动机电体系是电动汽车三大中心体系之一,是车辆行驶的重要驱动体系,其特征决议了车辆的重要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感觉。



一、驱动机电体系引见


驱动机电体系由驱动机电、驱动机电掌握器(MCU)组成,经由历程上下压线束、冷却管路与整车其他体系衔接,如图1所示。



整车掌握器(VCU)依据加快踏板、制动踏板、挡位等信号经由历程CAN收集向机电掌握器MCU发送指令,及时调治驱动机电的扭矩输出,以完成整车的怠速、加快、能量接纳等功用。


机电掌握器能对本身温度、机电的运转温度、转子位置举行及时监测,并把相干信息传递给整车掌握器VCU,进而调治水泵和冷却电扇事情,使机电坚持在抱负温度下事情。


1、驱动机电

永磁同步机电是一种典范的驱动机电,具有效率高、体积小、可靠性高级长处,是动力体系的执行机构,是电能转化为机械能载体。它依托内置扭转变压器、温度传感器来供应机电的事情状况信息,并将机电运转状况信息及时发送给MCU。


扭转变压器检测机电转子位置,经由机电掌握器内旋变解码器解码后,机电掌握器可获知机电当前转子位置,从而掌握响应的IGBT功率管导通,按递次给定子三个线圈通电,驱动机电扭转。


温度传感器的作用是检测机电绕组温度,并提信息供应MCU,再由MCU经由历程CAN线传给VCU,进而掌握水泵事情、水路轮回、冷却电子扇事情,调治机电事情温度。


驱动机电上有一个低压接口和三根高压线(V、U、W)接口。机电掌握器是经由历程低压端口猎取的机电温度信息和机电转子当前位置信息。


2、驱动机电掌握器

驱动机电掌握器MCU构造如图5所示,它内部采纳三相两电平电压源型逆变器,是驱动机电体系的掌握中心,称为智能功率模块,它以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为中心,辅以驱动集成电路、主控集成电路。


MCU对一切的输入信号举行处置惩罚,并将驱动机电掌握体系运转状况信息经由历程CAN2.0收集发送给整车掌握器VCU。驱动机电掌握器内含毛病诊断电路,当机电出现异常时,到达肯定前提后,它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车掌握器,同时也会贮存该毛病码和相干数据。



驱动机电掌握器重要依托电流传感器(图6)、电压传感器、温度传感器来举行机电运转状况的监测,依据响应参数举行电压、电流的调解掌握以及别的掌握功用的完成。电流传感器用于检测机电事情现实电流,包含母线电流、三相交换电流。电压传感器用于检测供应机电掌握器事情的现实电压,包含动力电池电压、12V蓄电池电压。温度传感器用于检测机电掌握体系的事情温度,包含IGBT模块的温度。


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驱动机电掌握器上分为低压接口和高压接口(图7),低压接口端子定义如表4所示。




二、驱动机电体系功用


经由历程驱动机电事情状况能够相识新能源汽车驱动体系的基本功用,依据驾驶员志愿驱动机电的事情状况:挂D挡加快行驶时、减速制动时、挂R挡倒车时以及E挡行驶时来相识它的事情历程。


1、D挡加快行驶

驾驶员挂D挡并踩加快踏板,此时挡位信息和加快信息经由历程信号线传递给整车掌握器VCU,VCU把驾驶员的操纵企图经由历程CAN线传递给驱动机电掌握器MCU,再由驱动机电掌握器MCU连系旋变传感器信息(转子位置),进而向永磁同步电动机的定子通入三相交换电,三相电流在定子绕组的电阻上发生电压降。


由三相交换电发生的扭转电枢磁动势及竖立的电枢磁场,一方面切割定子绕组,并在定子绕组中发生感到电动势;另一方面以电磁力拖动转子以同步转速正向扭转。跟着加快踏板路程不停加大,机电掌握器掌握的6个IGBT导通频次上升,电动机的转矩跟着电流的增添而增添,因而,起步时基本上具有最大的转矩。跟着电动机转速的增添,电动机的功率也增添,同时电压也随之增添。


在电动汽车上,平常要求电动机的输出功率坚持恒定,即电动机的输出功率不随转速增添而变化,这要求在电动机转速增添时,电压坚持恒定,个中永磁同步机电输出特征曲线如图8所示。



与此同时,机电掌握器也会经由历程电流传感器和电压传感器,感知机电当前功率、斲丧电流大小、电压大小,并把这些信息数据经由历程CAN收集传送给仪表、整车掌握器,其详细事情道理如图9所示。



2、R挡倒车时

当驾驶员挂R挡时,驾驶员要求信号发给VCU,再经由历程CAN线发送给MCU,此时MCU连系当前转子位置(旋变传感器)信息,经由历程转变IGBT模块转变W\V\U通电递次,进而掌握机电反转。


3、制动时能量接纳

驾驶员松开加快踏板时,机电因为惯性仍在扭转,设车轮转速为V轮、机电转速为V机电,设车轮与机电之间牢固传动比为K,当车辆减速时,V轮K<V机电时,机电还是动力源,跟着机电转速下落,当 V轮K>V机电时,此时机电因为被车辆拖动而扭转,此时驱动电动机变成发机电(图10)。



BMS能够依据电池充电特征曲线(充电电流、电压变化曲线与电池容量的关联)和收集电池温度等参数计算出响应的许可最大充电电流。MCU依据电池许可最大充电电流,经由历程掌握IGBT模块,使“发机电”定子线圈扭转磁场角速率与机电转子角速率坚持到发电电流不凌驾许可最大充电电流,以调解发机电向蓄电池充电的电流,同时这也掌握了车辆的减速率,详细历程如图11所示。


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