新能源电动汽车控制器设计
A. 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。
B. 新能源汽车电驱系统是怎么
现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心,其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。
纯电动汽车驱动电机,电力驱动系统类型
按电力驱动系统的组成和布置形式不同,纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型。
机械传动型纯电动汽车
由发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展而来,保留了内燃机汽车的传动系统,只是把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率,对驱动电动机要求低,可选择功率较小的电动机。
无变速器型纯电动汽车
驱动系统的最大特点是取消了离合器和变速器,采用固定速比减速器,通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机构传动装置的质量较轻、体积较小,但对电动机的要求较高,不仅要求有较高的起动转矩,而且要求有较大的后备功率,以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。
无差速器型纯电动汽车
结构采用两个电动机,通过固定速比减速器分别驱动两个车轮,每个电动机的转速可以独立调节。当汽车转向时,由电子控制系统实现电子差速,因此,电动机控制系统比较复杂。
电动轮型纯电动汽车
将电动机直接装在驱动轮内(也称为轮毂电动机),可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径,但需要增设减速比较大的行星齿轮减速器,以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。
电力驱动系统特性
能量转换效率高
无污染、零排放、对环境友好
灵活方便控制工作状态
系统工作状态不会受到外界环境的影响
总体重量不变
无噪声,对环境没有影响
安全性好
何为电动汽车三合一电驱系统技术?
电动汽车三合一电驱系统技术是指将电控、电机和减速器集成为一体的技术,随着电动汽车技术的不断演进,集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势。
目前市面上比较前列的电动驱动系统
GKN吉凯恩(纳铁福)
在不需要纯电动或混合动力驱动时,可以通过一个集成的切断装置将电动机从传动系统中断开,该装置采用了机电驱动离合器。GKN还对齿轮和轴承布置进行了优化,实现更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。
博世Bosch
博世Bosch新动力系统e-axle电动轴,使电动轴驱动可提供更佳的续航力。博世BOSCH电驱动桥特点:高度集成化、简化冷却管路和功率驱动线缆、平台化设计灵活适配不同车型。
ZF三合一电驱系统
采埃孚(ZF)研发的适用于小型和中型轿车的电动车驱动产品,能很好的适应未来的城市交通状况。利用多面压合连接技术来实现铝制推力杆与钢制横结构的链接,具备电能转化效率高和性能优异的特点。
C. 今日阳光新能源电动汽车设计上有哪些科技上的特点
时尚科技,智能掌控
蓝牙双通道智能系统连接
蓝牙双通道智能系统,可以实现IPONE手机对整车进行控制和监控。
车速,效率,电量,故障检测,行驶记录,锁车和启动,实现车与人交互式信息沟通。
空调系统
内外循环、快速调温
电子智能式空调控制面板,轻松操控
多功能智能液晶仪表
多功能显示,更安全更贴心
车门系统
一键升降车窗,防开起车门拉手
多层型密封防水,手外调式后视镜
刹车系统
电子真空助力刹车系统,轻松脚刹,科学更安全
电器系统
配置60V120AH/72V120AH动力电池;
10:1的整车动力速比,百米加速,动力充沛。
配备电量充放电检测系统,时时更精准。
D. 电动汽车控制器在哪里
配轮电动车控制器在庭垫下,三轮电动车控制器在货厢下,四轮电动车控制器在前盖板下。
E. 纯电动汽车的控制器为什么有的用风冷也有的是液冷
根据电动车设计需要,各有优点,风冷简单,但有噪音,还容易集尘,液冷散热高效,而且噪音小,但是结构较为复杂,成本高,安装不便,
F. 新能源专业有哪些呀
新能源专业包括:
1、汽车减排(电子系):传统的电力电子技术将获得很大的发展空间。从去年开始,电子系不太热门的Power方向的招生规模相应扩大。
现在的发展方向,一方面通过提高电力转化效率减少排放量,另一方面电动力汽车将进一步发展,尤其是新能源汽车电机及控制器的设计、试验及制造,美国政府、中国政府、日本、西欧都投入了大量的资金。
2、低碳(化学、化工系):
化工是一个特殊的行业,节能环保是化工企业的核心问题。目前,哥本哈根会议的召开,给碳减排的承诺是肯定的。化工行业与碳排放密切相关,是低碳经济的核心行业之一。例如氟化技术的发展,降低燃油中的含碳量,是减少传统能源污染的非常有潜力的办法。
美国德州很多学校都有实力强劲的化工系,当地有很多的跨国大石油公司和化工公司,就业前景非常好。(比如综合排名不太高的德州理工大学,化工系实力不容小视)。
3、太阳能、风能等新能源(电子系、材料系、物理系):
太阳能虽然已经在生活中投入使用,但因为太阳能电池转化效率低、价格昂贵,不能大规模的推广。因此,太阳能的进一步研究也获得了较多的研究经费。其中光电材料、电子光声伏打学为研究领域之一。
以Tufts大学为例,电子系就在该领域引入了新的教授。太阳能专业的同学,工作形势不错,尤其是美国中西部太阳能丰富的地区。比如新墨西哥和亚利桑那州,都有很大的太阳能研究中心。在美国北部,例如波士顿,也有很多从事太阳能开发的公司。
4、燃料电池(化学系、化工系、材料系、环境系):
燃料电池显然是现在的研究热点。每年美国的物理协会年会、化学协会年会、材料协会年会上,到处可见燃料电池的研究进展。哥本哈根会议以后,必将加大这块领域的技术革新和产业化进程。
G. 新人刚入行,想了解新能源电动汽车设计标准有哪些国标或ISO标准都可以
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137 GB 5845.2-85 城市公共交通标志公共汽车标志
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140 GB/T 11557-89 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定
141 GB/T 13492-1992 各色汽车用面漆
H. 新能源汽车电机及电机控制器,产生的电磁干拢在哪个频段
电动汽车电机控制器就是通过逆变桥调制输出正弦波来驱动电机工作,是电动汽车控制策略的重要一环。
目前,电机控制器日趋集成化,集成形式包括:单主驱动控制器、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+双源EPS控制器)、乘用车控制器(集成:主驱+DC/DC)。
对于更加复杂的工况还要对电机控制器进行更进一步的仿真分析(如:额定、过载典型工况仿真、堵转特殊工况仿真、周期性负载、非线性负载确定控制器最大的能力)以便使设计出的电机控制器满足高精度要求。
I. 新能源汽车控制器的概念及整车控制器的工作原理
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。
J. 纯电动汽车有哪些控制器
纯电动汽车一般有电机控制器,车载充电机,DCDC,高压配电盒这几大控制器。