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新能源電動汽車控制器設計

發布時間: 2022-08-02 05:07:02

A. 電動汽車的典型控制系統主要有哪些

電機控制器的主要由如下幾部分組成:

1、電子控制模塊(ElectronicController)包括硬體電路和相應的控制軟體。硬體電路主要包括微處理器及其最小系統、對電機電流,電壓,轉速,溫度等狀態的監測電路、各種硬體保護電路,以及與整車控制器、電池管理系統等外部控制單元數據交互的通信電路。控制軟體根據不同類型電機的特點實現相應的控制演算法。

2、驅動器(Driver)將微控制器對電機的控制信號轉換為驅動功率變換器的驅動信號,並實現功率信號和控制信號的隔離。

3、功率變換模塊(PowerConverter )對電機電流進行控制。電動汽車經常使用的功率器件有大功率晶體管、門極可關斷晶閘管、功率場效應管、絕緣柵雙極晶體管以及智能功率模塊等。



電池技術、電機驅動及其控制技術、能量管理技術以及電動汽車整車技術為電動汽車四大關鍵技術。電控系統用於控制電池、電機等組件,其功能包括:電池管理,發動機、電動機能量管理等。電控系統由ECU 等控制系統、感測器等感應系統、駕駛員意圖識別等子系統組成。

電控系統的材料成本佔比不高,但需要經過多次試驗才能掌握關鍵演算法,尤其是混合動力汽車涉及油、電混合的控制策略,技術壁壘較高。

電機控制器作為新能源汽車中連接電池與電機的電能轉換單元,是電機驅動及控制系統的核心,主要包含IGBT功率半導體模塊及其關聯電路等硬體部分以及電機控制演算法及邏輯保護等軟體部分。

電機驅動控制系統(包括驅動電機和電機控制器)是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,控制和驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標。

B. 新能源汽車電驅系統是怎麼

現代電動汽車電驅動系統主要由四大部分組成:驅動電機、變速器、功率變換器和控制器。驅動電機是電氣驅動系統的核心,其性能和效率直接影響電動汽車的性能。驅動電機和變速器的尺寸、重量也會影響到汽車的整體效率。功率變換器和控制器則對電動汽車的安全可靠運行有很大關系。

純電動汽車驅動電機,電力驅動系統類型

按電力驅動系統的組成和布置形式不同,純電動汽車分為機械傳動型、無變速器型、無差速器型和電動輪型四種類型。

  • 機械傳動型純電動汽車

由發動機前置後輪驅動的燃油汽車發展而來,保留了內燃機汽車的傳動系統,只是把內燃機換成了電動機。這種結構可以提高純電動汽車的起動轉矩及低速時的後備功率,對驅動電動機要求低,可選擇功率較小的電動機。

  • 無變速器型純電動汽車

驅動系統的最大特點是取消了離合器和變速器,採用固定速比減速器,通過電動機的控制實現變速功能。這種結構的優點是機構傳動裝置的質量較輕、體積較小,但對電動機的要求較高,不僅要求有較高的起動轉矩,而且要求有較大的後備功率,以保證純電動汽車的起步、爬坡、加速等動力性能。

  • 無差速器型純電動汽車

結構採用兩個電動機,通過固定速比減速器分別驅動兩個車輪,每個電動機的轉速可以獨立調節。當汽車轉向時,由電子控制系統實現電子差速,因此,電動機控制系統比較復雜。

  • 電動輪型純電動汽車

將電動機直接裝在驅動輪內(也稱為輪轂電動機),可進一步縮短電動機到驅動車輪之間的動力傳遞路徑,但需要增設減速比較大的行星齒輪減速器,以便將電動機轉速降低到理想的車輪轉速。這種結構對控制系統控制精度和可靠性的要求較高。

電力驅動系統特性

  1. 能量轉換效率高

  2. 無污染、零排放、對環境友好

  3. 靈活方便控制工作狀態

  4. 系統工作狀態不會受到外界環境的影響

  5. 總體重量不變

  6. 無雜訊,對環境沒有影響

  7. 安全性好

何為電動汽車三合一電驅系統技術?

電動汽車三合一電驅系統技術是指將電控、電機和減速器集成為一體的技術,隨著電動汽車技術的不斷演進,集成化設計將無可爭辯地成為未來發展的趨勢。

目前市面上比較前列的電動驅動系統

  • GKN吉凱恩(納鐵福)

在不需要純電動或混合動力驅動時,可以通過一個集成的切斷裝置將電動機從傳動系統中斷開,該裝置採用了機電驅動離合器。GKN還對齒輪和軸承布置進行了優化,實現更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。

  • 博世Bosch

博世Bosch新動力系統e-axle電動軸,使電動軸驅動可提供更佳的續航力。博世BOSCH電驅動橋特點:高度集成化、簡化冷卻管路和功率驅動線纜、平台化設計靈活適配不同車型。

  • ZF三合一電驅系統

采埃孚(ZF)研發的適用於小型和中型轎車的電動車驅動產品,能很好的適應未來的城市交通狀況。利用多面壓合連接技術來實現鋁制推力桿與鋼制橫結構的鏈接,具備電能轉化效率高和性能優異的特點。

C. 今日陽光新能源電動汽車設計上有哪些科技上的特點

時尚科技,智能掌控

藍牙雙通道智能系統連接

藍牙雙通道智能系統,可以實現IPONE手機對整車進行控制和監控。

車速,效率,電量,故障檢測,行駛記錄,鎖車和啟動,實現車與人互動式信息溝通。

空調系統

內外循環、快速調溫

電子智能式空調控制面板,輕松操控

多功能智能液晶儀表

多功能顯示,更安全更貼心

車門系統

一鍵升降車窗,防開起車門拉手

多層型密封防水,手外調式後視鏡

剎車系統

電子真空助力剎車系統,輕松腳剎,科學更安全

電器系統

配置60V120AH/72V120AH動力電池;

10:1的整車動力速比,百米加速,動力充沛。

配備電量充放電檢測系統,時時更精準。

D. 電動汽車控制器在哪裡

配輪電動車控制器在庭墊下,三輪電動車控制器在貨廂下,四輪電動車控制器在前蓋板下。

E. 純電動汽車的控制器為什麼有的用風冷也有的是液冷

根據電動車設計需要,各有優點,風冷簡單,但有噪音,還容易集塵,液冷散熱高效,而且噪音小,但是結構較為復雜,成本高,安裝不便,

F. 新能源專業有哪些呀

新能源專業包括:

1、汽車減排(電子系):傳統的電力電子技術將獲得很大的發展空間。從去年開始,電子系不太熱門的Power方向的招生規模相應擴大。

現在的發展方向,一方面通過提高電力轉化效率減少排放量,另一方面電動力汽車將進一步發展,尤其是新能源汽車電機及控制器的設計、試驗及製造,美國政府、中國政府、日本、西歐都投入了大量的資金。

2、低碳(化學、化工系):

化工是一個特殊的行業,節能環保是化工企業的核心問題。目前,哥本哈根會議的召開,給碳減排的承諾是肯定的。化工行業與碳排放密切相關,是低碳經濟的核心行業之一。例如氟化技術的發展,降低燃油中的含碳量,是減少傳統能源污染的非常有潛力的辦法。

美國德州很多學校都有實力強勁的化工系,當地有很多的跨國大石油公司和化工公司,就業前景非常好。(比如綜合排名不太高的德州理工大學,化工系實力不容小視)。

3、太陽能、風能等新能源(電子系、材料系、物理系):

太陽能雖然已經在生活中投入使用,但因為太陽能電池轉化效率低、價格昂貴,不能大規模的推廣。因此,太陽能的進一步研究也獲得了較多的研究經費。其中光電材料、電子光聲伏打學為研究領域之一。

以Tufts大學為例,電子系就在該領域引入了新的教授。太陽能專業的同學,工作形勢不錯,尤其是美國中西部太陽能豐富的地區。比如新墨西哥和亞利桑那州,都有很大的太陽能研究中心。在美國北部,例如波士頓,也有很多從事太陽能開發的公司。

4、燃料電池(化學系、化工系、材料系、環境系):

燃料電池顯然是現在的研究熱點。每年美國的物理協會年會、化學協會年會、材料協會年會上,到處可見燃料電池的研究進展。哥本哈根會議以後,必將加大這塊領域的技術革新和產業化進程。

G. 新人剛入行,想了解新能源電動汽車設計標准有哪些國標或ISO標准都可以

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1 GB 19239—2013 燃氣汽車專用裝置的安裝要求 2013/9/18 2014/7/1
2 GB/T 29781—2013 電動汽車充電站通用要求 2013/10/10 2014/2/1
3 GB 14167—2013 汽車安全帶安裝固定點、ISOFIX固定點系統及上拉帶固定點 2013/5/7 2014/1/1
4 GB/T 29307—2012 電動汽車用驅動電機系統可靠性試驗方法 2012/12/31 2013/6/1
5 GB/T 29259—2012 道路車輛 電磁兼容術語 2012/12/31 2013/6/1
6 GB/T 29126—2012 燃料電池電動汽車 車載氫系統 試驗方法 2012/12/31 2013/7/1
7 GB/T 29124—2012 氫燃料電池電動汽車示範運行配套設施規范 2012/12/31 2013/7/1
8 GB 19159—2012 車用液化石油氣 2012/11/5 2013/4/1
9 GB/T 29317—2012 電動汽車充換電設施術語 2012/12/31 2013/6/1
10 GB/T 29125—2012 壓縮天然氣汽車燃料消耗量試驗方法 2012/12/31 2013/7/1
11 GB/T 29123—2012 示範運行氫燃料電池電動汽車技術規范 2012/12/31 2013/7/1
12 GB/T 28962—2012 液化石油氣汽車定型試驗規程 2012/12/31 2013/7/1
13 GB/T 29318—2012 電動汽車非車載充電機電能計量 2012/12/31 2013/6/1
14 GB/T 28950.2—2012/ISO 11841-2:2000 道路車輛和內燃機 濾清器名詞術語第2部分:濾清器及其部件性能指標定義 2012/12/31 2013/7/1
15 GB/T 28768—2012 車用汽油烴類組成和含氧化合物的測定多維氣相色譜法 2012/11/5 2013/3/1
16 GB/T 28767—2012 車輛齒輪油分類 2012/11/5 2013/3/1
17 GB/T 28382—2012 純電動乘用車 技術條件 2012/5/11 2012/7/1
18 ISO 15500-13:2012 道路車輛 壓縮天然氣(CNG)燃料系統部件 第13部分:壓力釋放裝置(PRD) 2012/1/13
19 ISO 15500-2:2012 道路車輛 壓縮天然氣(CNG)燃料系統部件 第2部分:性能和一般試驗方法 2012/1/13
20 ISO 15500-4:2012 道路車輛 壓縮天然氣燃料系統 第4部分:手動閥 2012/1/13
21 ISO 17261:2012 智能交通系統 自動車輛和設備識別 聯運貨物運輸體系和術語
22 ISO 23274.2—2012 混合電動道路車輛 廢氣排放和燃料使用量測量 第2部分:外部可充電車輛
23 ISO 12405.2—2012 電動道路車輛 鋰離子牽引電磁組和系統的測試規則 第2部分:高能應用
24 GB/T 28542—2012 道路車輛應急起動電纜 2011/5/18 2011/8/1
25 GB/T 27930—2011 電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議 2011/12/22 2012/3/1
26 GB/T 26980—2011 液化天然氣(LNG)車輛燃料加註系統規范 2011/9/29 2012/1/1
27 GB/T 26990—2011 燃料電池電動汽車車載氫系統技術條件 2011/9/29 2012/3/1
28 GB/T 20234.3—2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分:直流充電介面 2011/12/22 2012/3/1
29 GB/T 20234.2—2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第2部分:交流充電介面 2011/12/22 2012/3/1
30 GB/T 20234.1—2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分:通用要求 2011/12/22 2012/3/1
31 GB 17258—2011 汽車用壓縮天然氣鋼瓶 2011/12/30 2012/12/1
32 GB/T 26991—2011 燃料電池電動汽車 最高車速試驗方法 2011/9/29 2012/3/1
33 GB/T 26780—2011 壓縮天然氣汽車燃料系統碰撞安全要求 2011/7/20 2012/1/1
34 GB/T 18566-2011 道路運輸車輛燃料消耗量檢測評價方法 2011/9/29 2012/3/1
35 GB/T 26779-2011 燃料電池電動汽車 加氫口 2011/7/20 2012/1/1
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38 GB/T 25089—2010 道路車輛 數據電纜 2010/9/2 2011/2/1
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71 GB/T 20834—2007 發電/電動機基本技術條件 2007/1/16 2007/8/1
72 GB/T 18488.1—2006 電動汽車用電機及其控制器 第1部分:技術條件 2006/12/1 2007/7/1
73 GB/T 18488.2—2006 電動汽車用電機及其控制器 第2部分:試驗方法 2006/12/1 2007/7/1
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75 GB/T 20735-2006 汽車用壓縮天然氣減壓調節器 2006/12/29 2007/6/1
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84 GB/T 19752-2005 混合動力電動汽車 動力性能 試驗方法 2005/5/23 2005/10/1
85 GB/T 3798.2-2005 汽車大修竣工出廠技術條件 第2部分:載貨汽車 2005/3/21 2005/8/1
86 GB/T 5624-2005 汽車維修術語 2005/7/11 2006/1/1
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114 GB 7593-87 機動工業車輛 控制符號 1987/3/27 1988/1/1
115 GB/T 4970-1996 汽車平順性隨機輸人行駛試驗方法 1996/4/10 1996/11/1
116 GB/T 14169-1993 汽車空氣濾清器接頭 A型和B型 1993/3/1 1993/7/1
117 GB/T 5919-1986 汽車照明和信號裝置分類和命名 1986/3/5 1986/12/1
118 GB/T 15766.2-1995 道路機動車輛燈泡性能要求 1995/12/8 1997/1/1
119 GB 15766.1-1995 道路機動車輛燈泡尺寸、光電性能要求 1995/12/8 1997/1/1
120 GB 5137.2-87 汽車安全玻璃光學性能試驗方法
121 GB 11552-1989 汽車內部凸出物 1989/8/10 1990/3/1
122 GB/T 11551-89 汽車乘員碰撞保護 1989/8/10 1990/3/1
123 GB 10414-1989 汽車同步帶傳動 帶輪 1989/2/10 1990/1/1
124 GB/T 4971-85 汽車平順性名詞術語和定義 1985/3/2 1985/12/1
125 GB 3800-83 汽車車架修理技術條件
126 GB 5624-85 汽車維修術語
127 GB/T 13405-1992 汽車V帶輪 1992/3/28 1992/10/10
128 GB/T 17340-1998 汽車安全玻璃的尺寸、形狀及外觀 1998/5/8 1998/12/1
129 GB/T 17351-1998 汽車車輪 雙輪中心距 1998/5/6 1999/1/1
130 GB/T 13604-62 汽車轉向球接頭尺寸
131 GB 8410-1994 汽車內飾材料的燃燒特性 1994/5/30 1995/1/1
132 GB 918.1-89 道路車輛分類與代碼 機動車 1989/3/27 1989/10/1
133 GB/T 9417-1988 汽車產品型號編制規則 1988/6/25 1989/1/1
134 GB/T 5359.2-1996 車輛性能 1996/7/23 1997/3/1
135 GB 15235-1994 上海汽車燈具研究所 1994/9/28 1995/5/1
136 GB 1589-1989 汽車外廓尺寸限界 1989/3/22 1989/10/1
137 GB 5845.2-85 城市公共交通標志公共汽車標志
138 GB/T 12546-90 汽車隔熱通風試驗方法 1990/12/12 1991/9/1
139 GB 7128-86 汽車氣壓制動膠管 1986/12/30 1987/10/1
140 GB/T 11557-89 防止汽車轉向機構對駕駛員傷害的規定
141 GB/T 13492-1992 各色汽車用面漆

H. 新能源汽車電機及電機控制器,產生的電磁干攏在哪個頻段

電動汽車電機控制器就是通過逆變橋調制輸出正弦波來驅動電機工作,是電動汽車控制策略的重要一環。

目前,電機控制器日趨集成化,集成形式包括:單主驅動控制器、三合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DC/DC)、五合一控制器(集成:EHPS控制器+ACM控制器+DC/DC+PDU+雙源EPS控制器)、乘用車控制器(集成:主驅+DC/DC)。

對於更加復雜的工況還要對電機控制器進行更進一步的模擬分析(如:額定、過載典型工況模擬、堵轉特殊工況模擬、周期性負載、非線性負載確定控制器最大的能力)以便使設計出的電機控制器滿足高精度要求。

I. 新能源汽車控制器的概念及整車控制器的工作原理

新能源汽車作為一種綠色的運輸工具在環保、節能以及駕駛性能等方面具有諸多內燃機汽車無法比擬的優點,其是由多個子系統構成的一個復雜系統,主要包括電池、電機、制動等動力系統以及其它附件(如圖1所示)。各子系統幾乎都通過自己的控制單元(ECU)來完成各自功能和目標。為了滿足整車動力性、經濟性、安全性和舒適性的目標,一方面必須具有智能化的人車交互介面,另一方面,各系統還必須彼此協作,優化匹配,這項任務需要由控制系統中的整車控制器來完成。基於匯流排的分布式控制網路是使眾多子系統實現協同控制的理想途徑。由於CAN匯流排具有造價低廉、傳輸速率高、安全性可靠性高、糾錯能力強和實時性好等優點,己廣泛應用於中、低價位汽車的實時分布式控制網路。隨著越來越多的汽車製造廠家採用CAN協議,CAN逐漸成為通用標准。採用匯流排網路可大大減少各設備間的連接信號線束,並提高系統監控水平。另外,在不減少其可靠性前提下,可以很方便地增加新的控制單元,拓展網路系統功能。


下面對每個模塊功能進行簡要的說明:

1、開關量調理模塊

開關量調理模塊,用於開關輸入量的電平轉換和整型,其一端與多個開關量感測器相連,另一端與微控制器相接;

2、繼電器驅動模塊

繼電器驅動模塊,用於驅動多個繼電器,其一端通過光電隔離器與微控制器相連,另一端與多個繼電器相接;

3、高速CAN匯流排介面模塊

高速CAN匯流排介面模塊,用於提供高速CAN匯流排介面,其一端通過光電隔離器與微控制器相連,另一端與系統高速CAN匯流排相接;

4、電源模塊

電源模塊,可為微處理器和各輸入和輸出模塊提供隔離電源,並對蓄電池電壓進行監控,與微控制器相連;

5、模擬量輸入和輸出模塊

模擬量輸入和輸出模塊,可採集0~5V模擬信號,並可輸出0~4.095V的模擬電壓信號。

6、脈沖信號輸入和輸出模塊

可採集脈沖信號並調理,范圍1Hz—20KHZ,幅度6---50V;輸出PWM信號

范圍1HZ—10KHZ,幅度0—14V。

7、故障和數據存儲模塊

鐵電存儲器可以存儲標定的數據和故障碼,車輛特徵參數等,容量32K。

二、整車控制器功能說明

新能源汽車整車控制器基本上以下幾項功能:

1.對汽車行駛控制的功能

新能源汽車的動力電機必須按照駕駛員意圖輸出驅動或制動扭矩。當駕駛員踩下加速踏板或制動踏板,動力電機要輸出一定的驅動功率或再生制動功率。踏板開度越大,動力電機的輸出功率越大。因此,整車控制器要合理解釋駕駛員操作;接收整車各子系統的反饋信息,為駕駛員提供決策反饋;對整車各子系統的發送控制指令,以實現車輛的正常行駛。

2.整車的網路化管理

在現代汽車中,有眾多電子控制單元和測量儀器,它們之間存在著數據交換,如何讓這種數據交換快捷、有效、無故障的傳輸成為一個問題,為了解決這個問題,德國BOSCH公司於20世紀80年代研製出了控制器區域網(CAN)。在電動汽車中,電子控制單元比傳統燃油車更多更復雜,因此,CAN匯流排的應用勢在必行。整車控制器是電動汽車眾多控制器中的一個,是CAN匯流排中的一個節點。在整車網路管理中,整車控制器是信息控制的中心,負責信息的組織與傳輸,網路狀態的監控,網路節點的管理以及網路故障的診斷與處理。

3.制動能量回饋控制

新能源汽車以電動機作為驅動轉矩的輸出機構。電動機具有回饋制動的性能,此時電動機作為發電機,利用電動汽車的制動能量發電,同時將此能量存儲在儲能裝置中,當滿足充電條件時,將能量反充給動力電池組。在這一過程中,整車控制器根據加速踏板和制動踏板的開度以及動力電池的SOC值來判斷某一時刻能否進行制動能量回饋,如果可以進行,整車控制器向電機控制器發出制動指令,回收能部分能量。

4.整車能量管理和優化

在純電動汽車中,電池除了給動力電機供電以外,還要給電動附件供電,因此,為了獲得最大的續駛里程,整車控制器將負責整車的能量管理,以提高能量的利用率。在電池的SOC值比較低的時候,整車控制器將對某些電動附件發出指令,限制電動附件的輸出功率,來增加續駛里程。

5.車輛狀態的監測和顯示

整車控制器應該對車輛的狀態進行實時檢測,並且將各個子系統的信息發送給車載信息顯示系統,其過程是通過感測器和CAN匯流排,檢測車輛狀態及其各子系統狀態信息,驅動顯示儀表,將狀態信息和故障診斷信息經過顯示儀表顯示出來。顯示內容包括:電機的轉速、車速,電池的電量,故障信息等。

6.故障診斷與處理

連續監視整車電控系統,進行故障診斷。故障指示燈指示出故障類別和部分故障碼。根據故障內容,及時進行相應安全保護處理。對於不太嚴重的故障,能做到低速行駛到附近維修站進行檢修。

7.外接充電管理

實現充電的連接,監控充電過程,報告充電狀態,充電結束。

8.診斷設備的在線診斷和下線檢測

負責與外部診斷設備的連接和診斷通訊,實現UDS診斷服務,包括數據流讀取,故障碼的讀和清除,控制埠的調試。

J. 純電動汽車有哪些控制器

純電動汽車一般有電機控制器,車載充電機,DCDC,高壓配電盒這幾大控制器。

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