新能源汽车电动机控制系统

A. 新能源汽车电机控制器由什么组成

新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点，其是由多个子系统构成的一个复杂系统，主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件（如图1所示）。各子系统几乎都通过自己的控制单元（ECU）来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标，一方面必须具有智能化的人车交互接口，另一方面，各系统还必须彼此协作，优化匹配，这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点，己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议，CAN逐渐成为通用标准。采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束，并提高系统监控水平。另外，在不减少其可靠性前提下，可以很方便地增加新的控制单元，拓展网络系统功能。

下面对每个模块功能进行简要的说明：

1、开关量调理模块

开关量调理模块，用于开关输入量的电平转换和整型，其一端与多个开关量传感器相连，另一端与微控制器相接；

2、继电器驱动模块

继电器驱动模块，用于驱动多个继电器，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与多个继电器相接；

3、高速CAN总线接口模块

高速CAN总线接口模块，用于提供高速CAN总线接口，其一端通过光电隔离器与微控制器相连，另一端与系统高速CAN总线相接；

4、电源模块

电源模块，可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源，并对蓄电池电压进行监控，与微控制器相连；

5、模拟量输入和输出模块

模拟量输入和输出模块，可采集0~5V模拟信号，并可输出0~4.095V的模拟电压信号。

6、脉冲信号输入和输出模块

可采集脉冲信号并调理，范围1Hz—20KHZ,幅度6---50V；输出PWM信号

范围1HZ—10KHZ，幅度0—14V。

7、故障和数据存储模块

铁电存储器可以存储标定的数据和故障码，车辆特征参数等，容量32K。

二、整车控制器功能说明

新能源汽车整车控制器基本上以下几项功能：

1.对汽车行驶控制的功能

新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板，动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大，动力电机的输出功率越大。因此，整车控制器要合理解释驾驶员操作；接收整车各子系统的反馈信息，为驾驶员提供决策反馈；对整车各子系统的发送控制指令，以实现车辆的正常行驶。

2.整车的网络化管理

在现代汽车中，有众多电子控制单元和测量仪器，它们之间存在着数据交换，如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题，为了解决这个问题，德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网（CAN）。在电动汽车中，电子控制单元比传统燃油车更多更复杂，因此，CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个，是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中，整车控制器是信息控制的中心，负责信息的组织与传输，网络状态的监控，网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。

3.制动能量回馈控制

新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能，此时电动机作为发电机，利用电动汽车的制动能量发电，同时将此能量存储在储能装置中，当满足充电条件时，将能量反充给动力电池组。在这一过程中，整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈，如果可以进行，整车控制器向电机控制器发出制动指令，回收能部分能量。

4.整车能量管理和优化

在纯电动汽车中，电池除了给动力电机供电以外，还要给电动附件供电，因此，为了获得最大的续驶里程，整车控制器将负责整车的能量管理，以提高能量的利用率。在电池的SOC值比较低的时候，整车控制器将对某些电动附件发出指令，限制电动附件的输出功率，来增加续驶里程。

5.车辆状态的监测和显示

整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测，并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统，其过程是通过传感器和CAN总线，检测车辆状态及其各子系统状态信息，驱动显示仪表，将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。显示内容包括：电机的转速、车速，电池的电量，故障信息等。

6.故障诊断与处理

连续监视整车电控系统，进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容，及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障，能做到低速行驶到附近维修站进行检修。

7.外接充电管理

实现充电的连接，监控充电过程，报告充电状态，充电结束。

8.诊断设备的在线诊断和下线检测

负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯，实现UDS诊断服务，包括数据流读取，故障码的读和清除，控制端口的调试。

B. 新能源三电系统

新能源汽车三电系统有：电驱动，电池，电控。目前，新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上，再进行一些适应性的更改，形成适应于新能源汽车工作的控制软件。

新能源汽车三电系统有哪些

国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善，电机电控系统的国产化率逐步提高，电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。

电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。
目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。
电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。
转子即新能源汽车的主驱动电机，它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转，正转即为向前行驶，反转即为倒车。新能源汽车在正转加速行驶过程中，电机为负扭矩，扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。

C. 新能源汽车电机控制器的功能是什么

第一，控制电机正反转、启动停止、转速。
第二，将动力电池包高压直流电逆变成三相交流电供电机使用。

D. 电动汽车的典型控制系统主要有哪些

电机控制器的主要由如下几部分组成：

1、电子控制模块（ElectronicController）包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流，电压，转速，温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路，以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

2、驱动器（Driver）将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号，并实现功率信号和控制信号的隔离。

3、功率变换模块（PowerConverter ）对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件，其功能包括：电池管理，发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU 等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。

电控系统的材料成本占比不高，但需要经过多次试验才能掌握关键算法，尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略，技术壁垒较高。

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。

电机驱动控制系统（包括驱动电机和电机控制器）是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

E. 新能源汽车“三电”指什么

电动汽车传统三电是指电池，电机，电机控制器随着新能源汽车的发展，整车的功能系统将逐渐走向集成化，模块化发展，逐渐衍生出新的电动汽车三电，即电池系统，动力总成和高压电控系统。希望对您有用。

F. 新能源汽车，电机驱动和传统汽车的发动机驱动相比，具有哪些技术优势

电机驱动与发动机驱动相比，具有以下两的技术优势，一由于发动机能高效产生转距时的转速被限制在一个交点的范围内，因而需要通过庞大而复杂的变速机构来适应这一特性，而电机可以在相当宽广的转速范围内高效的产生转集。二电机实现转矩，快速响应指标要比发动机高出两个数量级

G. 新能源汽车三电系统是指哪些

新能源汽车三电系统有：电驱动，电池，电控。目前，新能源汽车所使用的控制系统大多是在传统汽车控制器基础上，再进行一些适应性的更改，形成适应于新能源汽车工作的控制软件。
国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。随着国内电机电控系统产业链的逐步完善，电机电控系统的国产化率逐步提高，电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。

电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。
目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。
电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。
希望能帮到你！

H. 新能源汽车电机控制器的功能

电动汽车电机控制器的作用，电机控制器是控制电机驱动整车行驶的控制单元，属于电动汽车核心零部件。电机控制器具有CAN通讯功能、过流保护、过载保护、欠压保护、过压保护、缺相保护、能量回馈、限功率、高压互锁、故障上报等功能。电机控制器技术目前比较成熟，它具有集成度高、功率密度高、寿命长、输出稳定等特点。

一、电动汽车电机控制器的作用——功能介绍
电机控制器具备IGBT结温估算、变载频和过调制技术，系统效率高、动力强、可靠性高，具有CAN唤醒和休眠功能，降低电机控制器静态功耗，避免蓄电池馈电。电机控制器具备制动回馈功能，当整车刹车制动时，电机控制器通过制动回馈将电能存在动力电池中，提高续航里程。放流坡功能是为了避免有坡道起步时，当制动踏板向油门踏板切换的过程中车辆后溜，当发现车辆后溜时，电机控制器进入防溜坡转态，控制器自动调整转矩输出客服车辆因重力引起的后溜。
电机控制器还具备定速巡航功能，在不踩油门踏板的情况下，电机控制器可输出力矩自动按照VCU设定车速，保持车辆以固定的速度行驶，以节省驾驶员体力，提高驾驶体验。怠速功能，实现汽车的蠕行功能，根据电机转速合理的输出扭矩，使得电机转速维持在一个较小的转速区间。防抖功能，可以根据客户的需求增加整车防抖功能，保证车辆的舒适性。主动放电功能，整车停止运行且电池与电机控制器断开以后，电机控制器器应具备将母线电容上电荷释放的功能，实木线电压降低至人体安全电压。UDS协议，UDS主要用于整车的生产制造及售后维修，基于UDS协议，通过诊断仪可以准确的判断故障原因，提高维修效率。
二、电动汽车电机控制器的作用——使用环境
电机控制器工作温度范围：-40~85℃，其中65℃以上就会进行限制功率输出。湿度要求，继承控制器在相对湿度不超过95%的情况下能正常工作，应在其表面温度低于露点的情况下，及电机控制器在表面产生冷凝也能安全工作，在海拔3000米以下可以正常工作，其中防尘防水等级IP67。
三、电动汽车电机控制器的作用——电机控制器常见参数
电机控制器输入电压有336V的平台，也有540VDC的电压平台。除了电压还有而定输出电流、峰值输出电流、峰值运行时间、变载频范围、控制器最高效率、最高输出频率、冷却液进水口温度等。
四、总结
电机控制器的稳定性决定了整车操稳性、动力性、可靠性、安全性，所以在控制器的选型设计时一定要考虑安装空间合理性、输出功率充足性、电流曲线合理性、制动能量回馈平滑性。

I. 新能源汽车开关磁阻驱动电机系统和三相异步驱动电机系统有什么特点

一、开关磁阻驱动电机系统

新能源汽车开关磁阻驱动电机系统主要包括四项成果：专用开关磁阻电机、控制器、功率转换器和转子位置传感器。所述控制器具有控制电路结构和功率转换器结构，所述转子位置传感器安装在电机的一侧。新能源汽车开关磁阻驱动电机系统的对应结构比较接近，适合新能源汽车的高速驱动。同时，开关磁阻驱动电机系统的相关驱动电路比较简单，性能好，对应成本低，对应控制轻便。因此，新能源汽车相关的开关磁阻驱动电机系统更适合新能源汽车在不同路况下的行驶，具有一定的潜力。