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CV800二合一驱动器在新能源汽车空调上的应用研究

2020-03-13彭红超郭文明

汽车电器 2020年2期
关键词:驱动器大巴压缩机

彭红超,郭文明

(郑州新基业汽车电子有限公司,河南 郑州 450000)

新能源汽车6~7米大巴空调一般直接采用内置驱动模块的压缩机 (例如海立压缩机),而8~12米大巴汽车空调采用的是变频器驱动压缩机方案。

内置驱动器的压缩机自带驱动模块,不用另外购置变频器来驱动压缩机。电机一般是永磁同步电机,体积小、效率高、能效比高。缺点是压缩机排量不大,由于转速高,排气叶片断裂的风险加大,大功率驱动板目前市场上尚不成熟。变频器驱动压缩机方案非常成熟可靠,压缩机采用的是交流电机,排气量大,故障率低,运行可靠。缺点是体积大、重。而CV800二合一驱动器不但自带变频器和DCDC,而且体积小,便于安装,在新能源空调中长大巴领域弥补了这一短板。

1 CV800

1.1 概述

CV800二合一驱动器 (图1)包含1个变频器以及1个双路可调压输出的DCDC电源,可以实现有刷风机以及无刷风机的控制。

1.2 技术规格

技术规格分为两部分:变频器和DCDC,具体见表1和表2。

图1 CV800二合一驱动器

表1 变频器

表2 DCDC

1.3 CV800与空调控制器连接示意图 (图2)

图2 CV800与空调控制器连接示意图

2 CAN总线电路设计

CAN总线电路主要由CAN控制器、CAN收发器和外围电路组成 (图3)。CAN控制器一般集成在MCU芯片中,主要完成ISO 11898-1中数据链路层定义的内容,CAN收发器主要完成CAN协议和总线电压之间的转换功能,外围电路主要功能是提高EMC性能和一些线路保护的设计。

图3 CAN总线外围电路图

2.1 建议的外围电路

外围电路的设计会影响ECU的EMC性能,本部分参考了J1939-11中的建议电路,并增加了一些电路保护功能,示意图见图4。

图4 建议的外围电路

主要外围电路的功能如下。

1)共模电感。可以抑制共模干扰,提高电磁兼容性。线圈电感的典型值约为51μH。如果没有安装共模电感,则其位置也应该保留,可通过“零欧电阻”来实现旁路。

2)终端电阻。HVAC不含总线终端电阻,但需要预留终端电阻的位置,CAN线间的阻值要求10~100kΩ之间。

3)EMC电容。为了改善EMC特性,可以安装EMC电容。在设计PCB需要预留该器件的安装位置,要求C2和C3的数值相同,并且参数差值不超过10%,且标称值建议为47pF。

4)静电过压保护。静电释放保护和过压保护器件有助于保护ECU不受静电放电 (ESD)事件的破坏。PCB设计时应预留D1和D2的安装位置,推荐任一总线的ECU模块的静电释放保护电压大于等16kV。

2.2 CAN总线接口原理图 (图5)

图5 CAN总线接口原理图

2.3 CAN协议报文格式 (表3)

表3 CAN协议报文格式

3 整机调试

1)空调运行数据分析 (表4)

2)整机运行波形图 (图6)

表4 空调运行数据分析

图6 正弦波为压缩机实际工作电流波形图1A/0.1V

4 结语

CV800二合一大巴空调驱动器包含一个变频器以及一个双路可调压输出的DC/DC电源,可以实现有刷风机以及无刷风机的控制,满足IP65防护等级。 实验证明,该驱动器经济、实用、安全、可靠,适用于各种新能源空调大巴,在汽车电子行业有很好的应用前景。

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