遲華軍

摘要：針對(duì)純電動(dòng)類汽車，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)屬于其核心構(gòu)成部分，全車配置當(dāng)中重要作用往往不言而喻，與全車質(zhì)量與各項(xiàng)性能有著緊密的聯(lián)系。本次課題研究可謂是橫跨了電動(dòng)汽車、控制技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域，需運(yùn)用到各種學(xué)科方法、基礎(chǔ)理論及成果，并從整體入手綜合研究本課題，以保證本次課題研究的客觀性及精準(zhǔn)性，望能夠?yàn)榻窈蟾黜?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的深入研究及有效應(yīng)用提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：純電動(dòng);汽車;驅(qū)動(dòng)電機(jī);控制系統(tǒng)

0 ?引言

純電動(dòng)類汽車，屬于人們實(shí)現(xiàn)出行的一種交通工具，現(xiàn)階段，對(duì)于人們來(lái)說(shuō)，這種純電動(dòng)類汽車交通工具并不陌生，它具備著較多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，如節(jié)能環(huán)保、大功率、良好加速性等等，與現(xiàn)代交通方式變革方面的要求及標(biāo)準(zhǔn)相吻合。驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)，屬于純電動(dòng)類汽車內(nèi)部重要的構(gòu)成部分，往往會(huì)直接影響到純電動(dòng)類汽車整車的質(zhì)量及性能，重要作用較為突出。鑒于此，本文主要圍繞著純電動(dòng)汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)開展深入研究及探討，望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān)實(shí)踐工作有序開展提供指導(dǎo)性的建議或者參考。

1 ?驅(qū)動(dòng)電機(jī)概述

純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)以各項(xiàng)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)為依托，其基本構(gòu)成包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制器、功率的電子裝置，經(jīng)整車系統(tǒng)、冷卻管路、高低壓的線束實(shí)現(xiàn)有效連接。全車內(nèi)部控制裝置，內(nèi)含加速式踏板、相應(yīng)檔位及其制動(dòng)的踏板各項(xiàng)信號(hào)，經(jīng)由CAN該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模塊，及時(shí)向所在電機(jī)內(nèi)部的控制裝置MCU來(lái)發(fā)送相應(yīng)的命令，針對(duì)于該驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)際扭矩的傳輸實(shí)施實(shí)時(shí)化的調(diào)節(jié)，確保整車能夠?qū)崿F(xiàn)加速、急速及回收能量各項(xiàng)功能。電力的控制器，它能夠?qū)崟r(shí)化監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子位置、電機(jī)實(shí)際運(yùn)行的溫度、自身溫度變化等，把所有信息及時(shí)傳輸至整車的控制器，對(duì)冷卻風(fēng)速與水泵實(shí)時(shí)化調(diào)節(jié)，確保電力維持理想的溫度運(yùn)行狀態(tài)。

1.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)

永磁同步式電機(jī)，屬于純電動(dòng)類汽車內(nèi)部典型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具體優(yōu)勢(shì)包括較高可靠性、小體積、高效率等，屬于動(dòng)力執(zhí)行的系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，是電機(jī)裝置逐漸轉(zhuǎn)換為相應(yīng)機(jī)械能系統(tǒng)載體部分，以內(nèi)部所設(shè)置的旋轉(zhuǎn)類型變壓裝置與其溫度方面?zhèn)鞲醒b置，可提供的是電機(jī)具體運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)，將該電機(jī)裝置具體運(yùn)行狀態(tài)的信息數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化地傳輸至MCU當(dāng)中。旋轉(zhuǎn)式變壓器對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子具體位置實(shí)施檢測(cè)，經(jīng)電機(jī)的控制器當(dāng)中選編解碼裝置實(shí)現(xiàn)解碼處理后，該電機(jī)的控制器便能夠獲取到電機(jī)具體轉(zhuǎn)子的位置，高效化地操控該GBI所在相應(yīng)功率管內(nèi)部導(dǎo)通，按照相應(yīng)順序來(lái)制定其全部線圈通電，且缺洞該電機(jī)裝置逐步旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，該溫度式傳感裝置主要的運(yùn)行原理即為：對(duì)該電機(jī)裝置的繞組溫度實(shí)施有效檢測(cè)，為MCU提供信息數(shù)據(jù)，由MCU經(jīng)CAN線及時(shí)傳輸至VCU，對(duì)水泵運(yùn)行實(shí)施有效控制，并對(duì)冷卻的電子扇與水路循環(huán)起到良好控制作用，對(duì)電機(jī)運(yùn)行溫度予以合理化調(diào)節(jié)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的上面有高壓線3根、低壓接口1個(gè)。電機(jī)的控制裝置經(jīng)低壓端口來(lái)獲取電機(jī)的溫度信息及電子轉(zhuǎn)子具體位置信息。

1.2 控制器

驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部的控制器，其內(nèi)部主要以三相兩電型式為基礎(chǔ)平電壓源類型逆變裝置，為驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)施系統(tǒng)化控制操作的核心部分，屬于智能化功率系統(tǒng)模塊，核心為GGBT，輔助著驅(qū)動(dòng)集成化電路及主控制的集成化電路。該MCU可處理所輸入全部信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝置控制系統(tǒng)具體運(yùn)行狀況的信息數(shù)據(jù)，可經(jīng)由CAN2.0的網(wǎng)絡(luò)化傳輸器全車內(nèi)部控制裝置VCU。驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)的控制裝置，內(nèi)設(shè)故障問題診斷相應(yīng)電路，若該電機(jī)裝置存在了異常問題，達(dá)相應(yīng)條件后，一個(gè)錯(cuò)誤的代碼會(huì)被激活，并快速傳輸至VCU整車的控制器當(dāng)中，存儲(chǔ)此故障問題代碼各種信息。此驅(qū)動(dòng)電機(jī)所在控制裝置，基于電流及溫度傳感裝置，還有電壓式傳感裝置，對(duì)于電機(jī)裝置具體運(yùn)行情況落實(shí)檢測(cè)工作，與相應(yīng)參數(shù)數(shù)據(jù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)化調(diào)控電流及其電壓，將所有控制操作順利有效地完成。電流傳感裝置，其主要檢測(cè)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)之下電流情況，包含著三相式交流電流及母線的電流。電壓傳感裝置，是檢測(cè)供給的電機(jī)內(nèi)部控制裝置具體運(yùn)行期間的電壓狀況，包含12V的蓄電池及動(dòng)力電池實(shí)際電壓情況;溫度傳感裝置，其是準(zhǔn)確檢測(cè)此電機(jī)裝置控制的系統(tǒng)具體運(yùn)行進(jìn)程中溫度變化，以IGBT系統(tǒng)模塊溫度變化狀況檢測(cè)為主。

1.3 功率的電子裝置

現(xiàn)階段，純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)整個(gè)控制系統(tǒng)常用元器件以MCT、IGBT、MOSFET、BJT、GTO等為主。IGBT，其屬于驅(qū)動(dòng)控制整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中理想化的一個(gè)元器件，有著MOSFET、BJT二者共用優(yōu)勢(shì)，具有著較高的運(yùn)行頻率，在10-20kHz范圍。電壓實(shí)際阻斷峰值、門極驅(qū)動(dòng)等有著一定功耗率優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)中。IGBT低壓變頻式裝置，其極限容量一般可達(dá)380V級(jí)，該系統(tǒng)屬于現(xiàn)階段純電動(dòng)類型汽車內(nèi)置的變頻驅(qū)動(dòng)綜系統(tǒng)內(nèi)最佳的開關(guān)類器件。

1.4 系統(tǒng)控制

電機(jī)裝置各個(gè)操控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)條件，均以直接性轉(zhuǎn)矩操作、磁鏈及標(biāo)準(zhǔn)量操控、磁場(chǎng)定向化操控、矢量控制等為主。矢量控制，屬于理想化的一種操控技術(shù)，在理論方面發(fā)展的十分成熟、完善，可準(zhǔn)確地、高效化地辨認(rèn)該電機(jī)裝置全部的參數(shù)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，VSC變結(jié)構(gòu)化控制技術(shù)也被有效運(yùn)營(yíng)至純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制領(lǐng)域當(dāng)中，后發(fā)優(yōu)勢(shì)較為突出，在確定系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)、噪聲、外部擾動(dòng)等各方面優(yōu)勢(shì)十分顯著，可規(guī)避掉磁鏈較大脈動(dòng)、轉(zhuǎn)矩與抖振等問題;此外，還包含著神經(jīng)網(wǎng)民及模糊邏輯各項(xiàng)現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，通過各項(xiàng)控制技術(shù)科學(xué)合理地引入至純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制系統(tǒng)當(dāng)中，可促使有效彌補(bǔ)及優(yōu)化傳統(tǒng)的控制方法及模式，促進(jìn)電機(jī)實(shí)際運(yùn)行效率的有效提升，自動(dòng)化測(cè)量電機(jī)各項(xiàng)餐胡，整點(diǎn)定時(shí)化調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行功率。

2 ?系統(tǒng)功能分析

從純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)中可知曉，此純電動(dòng)類型汽車，其驅(qū)動(dòng)電機(jī)裝置控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，往往嫩結(jié)合該駕駛員的真實(shí)想法實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)各種運(yùn)行，如掛D擋以實(shí)現(xiàn)加速式的行駛，還有減速制動(dòng)，也可通過掛R擋以事實(shí)倒車或者減速的制動(dòng)及E擋行駛等等。

2.1 行駛加速

駕駛員們?cè)趻焱闐擋、瞬時(shí)踩下了該加速踏板之后，檔位與加速方面的信息便經(jīng)相應(yīng)信號(hào)線快速傳輸至全車控制裝置VCU，VCU通過相應(yīng)CAN線把該家屬院的操作意愿快速傳輸?shù)搅思冸妱?dòng)類汽車所在驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部控制裝置MCU中，再由此驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部控制裝置MCU與內(nèi)部旋變傳感裝置信息數(shù)據(jù)，也就是轉(zhuǎn)子實(shí)際位置信息結(jié)合到一起，向著永磁同步式電動(dòng)鋸的定子經(jīng)過相應(yīng)三相式交流點(diǎn)，此三相式電纜、電子紹祖的電阻便會(huì)形成一種電壓降。三相式交流電，其能夠讓旋變式電樞有磁力勢(shì)現(xiàn)象出現(xiàn)，建立相應(yīng)電樞磁場(chǎng)，并對(duì)定子繞組有切割方面的作用產(chǎn)生，以至于定子繞組內(nèi)有感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)形成;基于電磁力可有效拖動(dòng)著轉(zhuǎn)子，能同步實(shí)施轉(zhuǎn)速，以確保能維持住正向一種旋轉(zhuǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。該加速式踏板具體行程增加后，該電機(jī)的控制裝置內(nèi)IGBT該六個(gè)導(dǎo)通式頻率均會(huì)持續(xù)提升，電動(dòng)鋸轉(zhuǎn)矩會(huì)伴隨電流持續(xù)增長(zhǎng)而增加。對(duì)此，起步時(shí)需有著較大轉(zhuǎn)矩。伴隨電動(dòng)鋸持續(xù)增加轉(zhuǎn)速，該電動(dòng)鋸實(shí)際功率及電壓均會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。純電動(dòng)類汽車當(dāng)中，通常要求了電動(dòng)機(jī)所輸出功率應(yīng)當(dāng)處于恒定狀態(tài)，并深入了解與把握永磁同步式電機(jī)實(shí)際輸出的特性曲線;電機(jī)控制裝置，會(huì)經(jīng)相應(yīng)電流傳感裝置、電壓傳感裝置，漸漸感知現(xiàn)行的電機(jī)功率、實(shí)際電壓、電流消耗等實(shí)際情況，將所有數(shù)據(jù)信息經(jīng)CAN網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳輸至儀表及整車的控制器。

2.2 R擋倒車

駕駛員在掛R擋期間，駕駛員的請(qǐng)求信號(hào)會(huì)快速傳輸至VCU，經(jīng)CAN線傳輸至MUC，MUC依據(jù)現(xiàn)行轉(zhuǎn)子的位置數(shù)據(jù)信息（也就是旋變式傳感裝置轉(zhuǎn)子的位置數(shù)據(jù)信息），ICBT模塊、WVU的通電順序改變后，該電機(jī)便能夠?qū)崿F(xiàn)控制形式下反轉(zhuǎn)性操作運(yùn)行。

2.3 回收能量

駕駛員，其松開了此加速式踏板，內(nèi)部的電機(jī)裝置能因慣性這一影響因素，持續(xù)旋轉(zhuǎn)，若設(shè)車輪具體轉(zhuǎn)速是輪V，則此電機(jī)裝置與車輛之間的固定傳動(dòng)實(shí)際比例即為K、電機(jī)轉(zhuǎn)速即為V電機(jī)。車輛處于減速狀態(tài)下，V輪的KV電機(jī)裝置的運(yùn)行狀態(tài)，此電機(jī)裝置受車輛的拖動(dòng)方面因素所影響而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)電機(jī)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成發(fā)動(dòng)機(jī)。BMS能夠結(jié)合純電動(dòng)類汽車的電池充電基本特性標(biāo)準(zhǔn)曲線（即為電機(jī)充電的電壓、實(shí)際電流變化及電池容量的一種關(guān)系曲線）、電池溫度采集等相關(guān)參數(shù)，將限定范圍當(dāng)中充電最大電流計(jì)算并分析出。MCU，它需要依照著電池實(shí)際限定的充電電流參值，經(jīng)IGBT的控制，把其電子內(nèi)定子的線圈相應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具體角速度值、電機(jī)轉(zhuǎn)子具體的角速度值，均控制于此發(fā)電機(jī)實(shí)際電流限定的充電電流值內(nèi)，針對(duì)于此發(fā)電機(jī)來(lái)向蓄電池部分充電實(shí)際電流值加以調(diào)整處理，對(duì)車輛減速度予以有效控制。

3 ?結(jié)語(yǔ)

從總體上來(lái)說(shuō)，純電動(dòng)類汽車現(xiàn)階段可以說(shuō)已經(jīng)逐步走進(jìn)了各家各戶，已經(jīng)逐漸成為了人們出行所必備的一種交通工具，而該純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)，逐漸成為現(xiàn)階段電動(dòng)汽車相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注及研究的重點(diǎn)內(nèi)容，并且，希望可以在該領(lǐng)域內(nèi)，促使純電動(dòng)類的汽車可實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行這一目標(biāo)，雖然，經(jīng)過近幾年相關(guān)技術(shù)專家與學(xué)者對(duì)這一方面的大量實(shí)踐研究，已初步形成整套理論基礎(chǔ)體系，但是，仍有需完善及改進(jìn)之處，還需今后增加對(duì)這一方面的實(shí)踐研究，積累更多研究資料及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)完善及提升純電動(dòng)類汽車內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，為純電動(dòng)類汽車今后的有效使用與發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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