一、電機(jī)及控制器的原理

電機(jī)及控制器的原理見圖1。電機(jī)驅(qū)動汽車前行，而電機(jī)控制器驅(qū)動電機(jī)工作。電機(jī)控制器由逆變器和控制器兩部分組成。逆變器接收電池輸送過來的直流電電能，逆變成三相交流電給汽車電機(jī)提供電源。控制器接受電機(jī)轉(zhuǎn)速等信號反饋到儀表，當(dāng)發(fā)生制動或者加速行為時，控制器控制變頻器頻率的升降，從而達(dá)到加速或者減速的目的。

圖1 電機(jī)及控制器的原理?

二、電機(jī)控制驅(qū)動系統(tǒng)分類

電動汽車的負(fù)載是隨機(jī)變化的，具體表現(xiàn)為，車輛行駛方向有前行和倒退，有加速和減速。電機(jī)控制驅(qū)動系統(tǒng)的基本功能是控制電機(jī)的工作，確保汽車的前行和倒退、加速和減速自如。基本分類:

①直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng): 一般采用脈寬調(diào)制(PWM)斬波控制方式，其特點(diǎn)是控制技術(shù)簡單、成熟、成本低，但效率低、體積大等。?

②交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng): 一般采用脈寬調(diào)制(PWM)斬波控制方式，高壓直流到三相交流的電源變換，采用變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，采用矢量控制或直接轉(zhuǎn)矩控制策略實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的快速響應(yīng)。?

③交流永磁電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng):目前主流的是采用PWM方式實(shí)現(xiàn)高壓直流到三相交流的電源變換，采用變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速，其低速轉(zhuǎn)矩脈動小且高速恒功率區(qū)調(diào)速更穩(wěn)定。

目前大部分純電動汽車用的是永磁同步電機(jī)，采用稀土永磁體勵磁，與感應(yīng)電機(jī)相比不需要勵磁電路，具有效率高、功率密度大、控制精度高、轉(zhuǎn)矩脈動小等特點(diǎn)。?

三、電動汽車電機(jī)控制器基本趨勢是集成

目前城市配送電動車電機(jī)控制器已經(jīng)做到“五合一”水平，代表發(fā)展方向。目前的產(chǎn)品有5大類:

①單主驅(qū)控制器、輔件三合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DCDC)；

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

③乘用車控制器(集成:主驅(qū)+DCDC)；

④物流車三合一控制器(集成:主驅(qū)+DCDC+PDU)；

⑤物流車五合一控制器(集成:主驅(qū)+EHPS控制器+ACM控制器+DCDC+PDU)。

四、多合一的電機(jī)控制器功能介紹

①基本功能：通過逆變橋調(diào)制輸出正玄波來驅(qū)動電機(jī)；

②配電回路：為集成控制器其他部分提供配電，如TM接觸器、熔斷器、電空調(diào)回路供電、電除霜回路供電等等；

③IGBT驅(qū)動回路：接收控制信號，驅(qū)動IGBT并反饋狀態(tài)，提供電壓隔離以及保護(hù)；

④輔助電源：為控制電路提供電源，為驅(qū)動電路提供隔離電源；

⑤DSP電路：接收整車控制指令，并提供反饋信息，檢測電機(jī)系統(tǒng)傳感器信息，根據(jù)指令傳輸電機(jī)控制信號；

⑥結(jié)構(gòu)與散熱系統(tǒng)：為電機(jī)控制器提供散熱，提供控制器安裝支持，提供控制器安全防護(hù)。

五、電動汽車電機(jī)控制器技術(shù)發(fā)展趨勢

①高安全性，這個是基本要求。集成功能越來越多，安全要求越高。

②高功率密度化。外形體積隨分裝向小型化發(fā)展。

③高壓化是基本趨勢。GBT的方向是650V IGBT的設(shè)計往更高的750V以及1200V 。

④EMC等級越來越高。接下來要做到class5水平。

六、小結(jié)

發(fā)展電動汽車，電控部分的技術(shù)含量是很高的，尤其是電機(jī)控制器，目前中國在電機(jī)控制器的集成方面進(jìn)步是相當(dāng)快的，但是關(guān)鍵的電子器件(如IGBT)主要還要依靠外商提供。