新能源车用电机驱动系统(干货)

飞灵汽车 2017-05-19

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来历  | NE电气

导言

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一)

4、低本钱永磁磁阻电机制作技能技能;

       这些年,国外相继推出了使用于不一样车型的电驱动操控器,日本、美国和欧洲在此范畴处于领先地位。日本以丰田为代表接连多年不断推出了集成度与功率不断进步的商品。器材与电路的封装集成,首要以器材封装技能为基地,完成驱动体系的小型化高密度化。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二)

电驱体系集成化趋势

新能源车用电机驱动体系(干货)(图三)

车用电机的品种与特色

新能源车用电机驱动体系(干货)(图四)

(图四)

新能源车用电机驱动体系(干货)(图五)

新能源车用电机驱动体系(干货)(图六)

新能源车用电机驱动体系(干货)(图七)

新能源轿车动力总成

新能源车用电机驱动体系(干货)(图八)

        需要留意的是趋肤效应致使高频沟通电阻添加。铜条尺度规划需思考透入深度,即:

新能源车用电机驱动体系(干货)(图九)

供给多路阻隔电源

高功率密度的新颖电机研讨与立异创造,如轴向磁场,横向磁场,双凸极,变磁阻式,可变励磁式等;

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十)

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十一)

        集成电动底盘技能,根底抱怨电动轮驱动和线传操作(X-by-Wire)。电动轮技能的选用使底盘空间得到解放,能够用来包容电池、线束、操控设备等,而轿车的转向、制动和动力操控各体系都经过线传操作完成。上部车身和底盘之间再也没有杂乱的机械传动构造,驾驭操作手柄与底盘的电子体系之间仅需要一个标准化的通用接口。底盘中集成了电机操控器和总成操控器。电机操控器及速度、加速度传感器与总成操控器间经过高速数据链路连接起来。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十二)

直接驱动与减速驱动

为操控器组件供给机械设备

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十三)

DSP主控/反应信息/接纳指令等功用

1、低本钱永磁资料及其在车用驱动电机中运用的可行性研讨;

新颖电机

1)高功用,高牢靠性、低本钱电动力总成体系,满意整车动力需要。

电机操控内环战略

3、功用优化规划,统筹恒转矩与恒功率的整体功率和功用;

直接转矩操控

2 车用电机:广域高效

5 拓扑构造

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十四)

        车用电机与传统工业电机工况有较大差异有必要依据实践工况对电机进行优化规划。经过对电机的极槽比(影响出力,NVH),齿槽比(影响转矩平稳,损耗),裂比(定子内外径之比,电/磁分配),气隙磁场和绕组散布进行多重优化, 依据新能源轿车路谱规划在全部作业平面上广域高效的电机。

无方位传感器技能

        扁线(铜条)绕组的特色是:槽满率高;端部规整免绑扎;散热性好;易于完成机械化;需要焊接。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十五)

4 异步与同步

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十六)

3)电磁热力机理与牢靠性技能与技能,满意牢靠性,安全性,保修期。

车用电机操控器

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十七)

电磁,机械,传热等多种物理量仿真及优化技能。

多形式操控算法

首要为功率器材IGBT、直流侧支持电容供给散热

为操控器供给环境维护

渠道化的电机商品研发导向:

新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十八)

       另一个开展意向是以SiC为代表的第三代宽禁带功率器材开端使用于车用电驱动体系,其杰出的高温(结温250℃以上)和高频特性(开关频率可达100kHz)有望为车用变流器带来革命性改变。

2、低本钱永磁磁阻电机的拓扑构造优化;

非线性操控

体系标定与调试功用

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新能源车用电机驱动体系(干货)(图一十九)

    日本四国电力公司、日本NTN公司、德国宇航基地(German Aerospace Center)、德国舍夫勒(SCHAEFFLER)集团公司、香港中文大学等研讨机构别离研发了四轮独立驱动和转向的电动轿车,探究将机器人技能和智能操控技能、电动轿车技能联系。进一步的研讨标明,新的驱动方法能够在小转弯半径、高空间使用率、高能量制动能量回收率等方面具有优势。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十)

功率主回路(变流渠道)

永磁驱动电机操控战略

      轮毂电机方面,国外美国Protean公司,英国牛津大学,日本庆应大学等开宣布的商品具有较高的水平。国内也有大学和公司研宣布转矩密度55NM/L的商品。

体系目标设定与分化

牢靠驱动维护功率模块IGBT

软件渠道

习惯整车驾驭舒适性与安全性的外环操控战略

宽调速规模-调理永磁或反电势

请求低感/低损耗

减小内部热耦合

车用驱动电机技能开展趋势

请求:

对策:

体系功用规划

       永磁电机是电动轿车尤其是轿车的干流技能;永磁磁阻式比表贴式更适合电动轿车使用(能够使用磁阻转矩,有较宽的调速规模,也能够调理两个转矩重量的比重, 满意特定转矩转速请求)。

硬件渠道

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十一)

首要尖嘴薄舌功率模块/直流侧支持电容及母排/吸收电容/充电回路/传感器

元器材选型

机械构造

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十二)

       稀土磁钢掉包占了全部车用驱动电机本钱的20%-30%。资料的上涨致使了车用驱动电机的本钱、价格上涨,然后致使了整车的本钱上升。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十三)

空间安置

5、统筹磁阻转矩和永磁转矩的最优功率和最大转矩优化操控战略研讨。

供给电能双向活动与变换

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十四)

       会集驱动方法根本选用高速电机,经过减速器传递动力,但是,减速设备上回丢失一些能量,一起,动力体系安置占用空间。因而,不选用减速设备而由电机直接驱动车轮的技能一向遭到学术和产业界的重视。直接驱动通常与轿车各轮的独立驱动联系在一起,也称为与电动轿车涣散独立驱动,该技能在进步轿车能效、安全和车辆智能化方面具有很大的潜力。

散布式驱动

低本钱永磁电机研讨方向:

散热构造

驱动体系与集成

  碳化硅IPM,是代替IGBT下一代技能,更高的开关频率(200KHZ),更低的开关与导通损耗,驱动损耗最低(5V),更小的电容、电感与散热器,降低无源器材本钱(20%-30%)。

广域高效电磁规划技能:

低本钱-新资料与优化规划

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新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十五)

本钱比照:在永磁资料价格较高的时分,经过优化规划,低本钱永磁电机的有用资料总本钱也许降低49%之多。

6 广域高效永磁电机规划

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十六)

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十七)

3 直流与沟通

高功率密度:高速、高转矩密度

2)广域高效,高密度和高扩速比电机和驱动多维优化规划技能,满意工况需要。

新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十八)

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新能源车用电机驱动体系(干货)(图二十九)

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