纯电动汽车驱动电机及控制系统的研究
2020-09-10迟华军
迟华军
摘要：针对纯电动类汽车，驱动电机与控制系统属于其核心构成部分，全车配置当中重要作用往往不言而喻，与全车质量与各项性能有着紧密的联系。本次课题研究可谓是横跨了电动汽车、控制技术等各个领域，需运用到各种学科方法、基础理论及成果，并从整体入手综合研究本课题，以保证本次课题研究的客观性及精准性，望能够为今后各项关键技术的深入研究及有效应用提供指导。
關键词：纯电动;汽车;驱动电机;控制系统
0 引言
纯电动类汽车，属于人们实现出行的一种交通工具，现阶段，对于人们来说，这种纯电动类汽车交通工具并不陌生，它具备着较多的应用优势，如节能环保、大功率、良好加速性等等，与现代交通方式变革方面的要求及标准相吻合。驱动电机与控制系统，属于纯电动类汽车内部重要的构成部分，往往会直接影响到纯电动类汽车整车的质量及性能，重要作用较为突出。鉴于此，本文主要围绕着纯电动汽车内部驱动电机与控制系统开展深入研究及探讨，望能够为今后相关实践工作有序开展提供指导性的建议或者参考。
1 驱动电机概述
纯电动类汽车内部驱动电机以各项现代化的科学技术为依托，其基本构成包括驱动电机、控制器、功率的电子装置，经整车系统、冷却管路、高低压的线束实现有效连接。全车内部控制装置，内含加速式踏板、相应档位及其制动的踏板各项信号，经由CAN该网络系统模块，及时向所在电机内部的控制装置MCU来发送相应的命令，针对于该驱动电机实际扭矩的传输实施实时化的调节，确保整车能够实现加速、急速及回收能量各项功能。电力的控制器，它能够实时化监测转子位置、电机实际运行的温度、自身温度变化等，把所有信息及时传输至整车的控制器，对冷却风速与水泵实时化调节，确保电力维持理想的温度运行状态。
1.1 驱动电机
永磁同步式电机，属于纯电动类汽车内部典型驱动电机，具体优势包括较高可靠性、小体积、高效率等，属于动力执行的系统机构，是电机装置逐渐转换为相应机械能系统载体部分，以内部所设置的旋转类型变压装置与其温度方面传感装置，可提供的是电机具体运行的信息数据，将该电机装置具体运行状态的信息数据实现实时化地传输至MCU当中。旋转式变压器对电机转子具体位置实施检测，经电机的控制器当中选编解码装置实现解码处理后，该电机的控制器便能够获取到电机具体转子的位置，高效化地操控该GBI所在相应功率管内部导通，按照相应顺序来制定其全部线圈通电，且缺洞该电机装置逐步旋转运行，该温度式传感装置主要的运行原理即为：对该电机装置的绕组温度实施有效检测，为MCU提供信息数据，由MCU经CAN线及时传输至VCU，对水泵运行实施有效控制，并对冷却的电子扇与水路循环起到良好控制作用，对电机运行温度予以合理化调节。驱动电机的上面有高压线3根、低压接口1个。电机的控制装置经低压端口来获取电机的温度信息及电子转子具体位置信息。
1.2 控制器
驱动电机内部的控制器，其内部主要以三相两电型式为基础平电压源类型逆变装置，为驱动电机实施系统化控制操作的核心部分，属于智能化功率系统模块，核心为GGBT，辅助着驱动集成化电路及主控制的集成化电路。该MCU可处理所输入全部信号，驱动电机装置控制系统具体运行状况的信息数据，可经由CAN2.0的网络化传输器全车内部控制装置VCU。驱动电机内的控制装置，内设故障问题诊断相应电路，若该电机装置存在了异常问题，达相应条件后，一个错误的代码会被激活，并快速传输至VCU整车的控制器当中，存储此故障问题代码各种信息。此驱动电机所在控制装置，基于电流及温度传感装置，还有电压式传感装置，对于电机装置具体运行情况落实检测工作，与相应参数数据相结合，实现实时化调控电流及其电压，将所有控制操作顺利有效地完成。电流传感装置，其主要检测电机处于运行状态之下电流情况，包含着三相式交流电流及母线的电流。电压传感装置，是检测供给的电机内部控制装置具体运行期间的电压状况，包含12V的蓄电池及动力电池实际电压情况;温度传感装置，其是准确检测此电机装置控制的系统具体运行进程中温度变化，以IGBT系统模块温度变化状况检测为主。
1.3 功率的电子装置
现阶段，纯电动类汽车内部驱动电机整个控制系统常用元器件以MCT、IGBT、MOSFET、BJT、GTO等为主。IGBT，其属于驱动控制整个系统当中理想化的一个元器件，有着MOSFET、BJT二者共用优势，具有着较高的运行频率，在10-20kHz范围。电压实际阻断峰值、门极驱动等有着一定功耗率优势，被广泛应用于纯电动类汽车内部驱动电机当中。IGBT低压变频式装置，其极限容量一般可达380V级，该系统属于现阶段纯电动类型汽车内置的变频驱动综系统内最佳的开关类器件。
1.4 系统控制
电机装置各个操控技术的实现条件，均以直接性转矩操作、磁链及标准量操控、磁场定向化操控、矢量控制等为主。矢量控制，属于理想化的一种操控技术，在理论方面发展的十分成熟、完善，可准确地、高效化地辨认该电机装置全部的参数数据。现阶段，VSC变结构化控制技术也被有效运营至纯电动类汽车内部驱动电机的控制领域当中，后发优势较为突出，在确定系统各项参数、噪声、外部扰动等各方面优势十分显著，可规避掉磁链较大脉动、转矩与抖振等问题;此外，还包含着神经网民及模糊逻辑各项现代化的科学技术，通过各项控制技术科学合理地引入至纯电动类汽车内部驱动电机的控制系统当中，可促使有效弥补及优化传统的控制方法及模式，促进电机实际运行效率的有效提升，自动化测量电机各项餐胡，整点定时化调整系统运行功率。
2 系统功能分析
从纯电动类汽车内部驱动电机整个控制系统运行状态中可知晓，此纯电动类型汽车，其驱动电机装置控制系统的各项功能，往往嫩结合该驾驶员的真实想法实现电机驱动各种运行，如挂D挡以实现加速式的行驶，还有减速制动，也可通过挂R挡以事实倒车或者减速的制动及E挡行驶等等。
2.1 行驶加速
驾驶员们在挂完D挡、瞬时踩下了该加速踏板之后，档位与加速方面的信息便经相应信号线快速传输至全车控制装置VCU，VCU通过相应CAN线把该家属院的操作意愿快速传输到了纯电动类汽车所在驱动电机内部控制装置MCU中，再由此驱动电机内部控制装置MCU与内部旋变传感装置信息数据，也就是转子实际位置信息结合到一起，向着永磁同步式电动锯的定子经过相应三相式交流点，此三相式电缆、电子绍祖的电阻便会形成一种电压降。三相式交流电，其能够让旋变式电枢有磁力势现象出现，建立相应电枢磁场，并对定子绕组有切割方面的作用产生，以至于定子绕组内有感应的电动势形成;基于电磁力可有效拖动着转子，能同步实施转速，以确保能维持住正向一种旋转的运行状态。该加速式踏板具体行程增加后，该电机的控制装置内IGBT该六个导通式频率均会持续提升，电动锯转矩会伴随电流持续增长而增加。对此，起步时需有着较大转矩。伴随电动锯持续增加转速，该电动锯实际功率及电压均会持續增长。纯电动类汽车当中，通常要求了电动机所输出功率应当处于恒定状态，并深入了解与把握永磁同步式电机实际输出的特性曲线;电机控制装置，会经相应电流传感装置、电压传感装置，渐渐感知现行的电机功率、实际电压、电流消耗等实际情况，将所有数据信息经CAN网络及时传输至仪表及整车的控制器。
2.2 R挡倒车
驾驶员在挂R挡期间，驾驶员的请求信号会快速传输至VCU，经CAN线传输至MUC，MUC依据现行转子的位置数据信息（也就是旋变式传感装置转子的位置数据信息），ICBT模块、WVU的通电顺序改变后，该电机便能够实现控制形式下反转性操作运行。
2.3 回收能量
驾驶员，其松开了此加速式踏板，内部的电机装置能因惯性这一影响因素，持续旋转，若设车轮具体转速是轮V，则此电机装置与车辆之间的固定传动实际比例即为K、电机转速即为V电机。车辆处于减速状态下，V轮的K
3 结语
从总体上来说，纯电动类汽车现阶段可以说已经逐步走进了各家各户，已经逐渐成为了人们出行所必备的一种交通工具，而该纯电动类汽车内部驱动电机与控制系统，逐渐成为现阶段电动汽车相关领域关注及研究的重点内容，并且，希望可以在该领域内，促使纯电动类的汽车可实现其内部的驱动电机及其控制系统稳定、可靠的运行这一目标，虽然，经过近几年相关技术专家与学者对这一方面的大量实践研究，已初步形成整套理论基础体系，但是，仍有需完善及改进之处，还需今后增加对这一方面的实践研究，积累更多研究资料及实践经验，持续完善及提升纯电动类汽车内部驱动电机与控制系统运行效率，为纯电动类汽车今后的有效使用与发展奠定基础。
参考文献：
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