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电动汽车的驱动电机控制

发布于:2018/6/1 16:43:28 点击量:

在电动汽车运行的时候,偶尔会出现突然无法走车的现象,仪表中的电机故障指示灯点亮,售后人员读取故障码显示一个直接指向电机控制模块的故障,其实就是电机控制器。这个电机控制器实际上可以说是整个电机控制系统的核心,电机是负责让车动的,那这个控制器就是负责让电机怎么动的。
 
我们先来看一下整个电机驱动控制系统的工作原理。在整车控制器VCU这块,有负责搜集驾驶员意愿的几个输入信号,一个是挡位信号,现在一般的电动汽车就是三个挡位,前进挡、倒挡和空挡;还有一个加速踏板信号,另外还有一个图上没有,一个是驾驶模式选择开关,就是车辆在滑行没踩加速踏板的时候,这个电机就变成发电机了,模式开关可以控制发电机回收电量的大小。比如有的车在开关上有一个L挡,这个L挡的意思是长程模式,首先驾驶员踩加速踏板时不会有很高的电压和频率输出给电机。提速缓慢。另外就是车辆滑行时发电量较大,这就导致电机的电磁阻滞的力矩较大。车辆依靠电机制动效果比较明显。另外再加上一个刹车踏板信号,电机控制器就全开制动回收效能。这几个信号都先传给整车控制器VCU。再通过CAN总线,传给电机控制器。为什么不直接传给电机控制器?简单的去理解就是因为这几个信号别的电脑也得用,比如仪表,你得用档位信号吧,ABS,你得用制动信号吧,所以,整车控制器顾名思义,就是起到整车协调控制的作用。
 
继续看电机控制。电机控制器就是我们开头封面上的那个铁盒子。您打开机器盖子看到的比较明显的铁盒子也是他。您注意,有的车把电机控制器和DCDC集成在一起了。有的车把电机控制器DCDC车载充电机都给放在一个盒子里了,没有具体的形式。在控制结构和原理上您区分出来就行。在高压部分,动力电池先把高压直流电给电机控制器,然后在里边逆变成高压交流电给电机。不光是逆变,还给变了频了,根据什么变得频,就是刚才说的从CAN总线上传来的几个信号。另外,电机里边有个旋转变压器和温度传感器。在三相线上有电流传感器,有的车是三根线上各有一个,有的车是两根线上有,第三跟线上是计算出来的。电流传感器不装在电机上,都是装在三相线的控制器端,也就是那个盒子里。
在前进驱动时:这个控制器将动力电池提供的直流电变为电压频率可调的三相交流电,电机定子一产生旋转磁场,永磁转子就在磁场的带动下开始转动。从而驱动汽车运行。那么在制动时:电动机做发电机运行将动能变为电能产生三相交流电,经 逆变器变为直流电反馈回蓄电池,进行再生制动。
 
运行速度控制:采用PWM控制改变逆变器输出的三相交流电的电压和频 率就可以改变电机的转速,从而对汽车进行调速。
 
运行方向控制:通过改变逆变器中IGBT的导通顺序就可以改变输出三相 交流电的相序,即改变了三相异步电动机定子三相绕组所接交流电的相 序,三相异步电动机反转,从而改变汽车的运行方向。
 
驱动与制动控制:通过改变逆变器输出三相交流电的频率,改变三相异 步电动机的转差频率的正负,控制三相异步电动机是处于电动机状态还 是发电机状态,从而控制汽车的驱动和制动。 电动机的转差频率fs = fi -f , fs >0时为驱动, fs <0时为制动。