電動汽車中三電控制系統(tǒng)核心技術詳解
眾所周知,電動汽車屬于技術密集型和資本密集型行業(yè)。汽車產業(yè)鏈長,涉及零部件眾多,生產工藝復雜,生產設備要求高,項目開發(fā)投入較大,模具開發(fā)成本較高,汽車生產涉及的不同類別人員技術要求也比較高。當房地產行業(yè)漸漸趨于穩(wěn)定時候,很多資本大佬都轉向投資電動汽車或者其他新能源汽車,這個也是未來汽車的發(fā)展趨勢,很多人都不希望錯過這個風口。如今電動汽車發(fā)展初見成效,也確實取得喜人的成績,所以很消費者開始青睞電動汽車,開始了解電動汽車,經常聽汽車圈的朋友聊起“三電系統(tǒng)”,今天筆者就針對這個名詞進行詳細解讀,“三電系統(tǒng)”指的是電動汽車的電機電控、動力電池、整車控制器。
目前國內電動汽車主流的電機類型主要有兩種,一種是永磁同步電機,另一種是異步交流電機。兩者的優(yōu)缺點很明顯,永磁同步電機的體積小、功率密度可以更大,峰值功率更高,控制精度更高,但是它的成本也不低。異步交流電機則是體積較大,成本較低,功率密度較低,峰值功率較低。
電機控制器則大都采用矢量控制、或者pwm控制方式,即控制PWM的占空比來控制電機的輸入電流,從而控制電機的輸出功率,目前電動汽車常用的電機額定功率可達到30kW,或者更高,持續(xù)峰值6分鐘的功率可達到60kW,輸出扭矩可達150Nm以上,基本可以滿足整車的驅動需求了,很多電動汽車都具備能量回饋功能:包括剎車回饋、滑行回饋等等。
作為三電中最貴的核心器件,動力電池常用的有三元鋰電池、磷酸鐵鋰,其中三元鋰電又以單體型號為18650見長,這種圓柱形直徑18高度65的電芯應用最為廣泛。電池內部除了有不同模組的電芯外,還有很多路溫度檢測信號,單體電壓檢測信號,總線接觸器、MSD(安全開關)、母排、連接器、pack結構、BMS(電池能量管理)系統(tǒng)。
其中BMS系統(tǒng)最為復雜,主要檢測不同單體電壓、溫度型號,還有接收整車通訊報文,與整車進行數(shù)據(jù)交換,同時還有具備與快充樁通訊的內部CAN網絡,具備與慢充通訊進行交流充電的能力。正常情況下電池應該具備絕緣檢測的功能、高壓互鎖檢測、接觸器放黏連檢測等安全功能,當然了整個電池都要滿足IP67的設計要求。
整車控制器作為整車的“大腦”,它需要對整車的所有動作進行檢測和指揮的作用,別看他是三電中體積最小的零部件,可是它干的活卻一點也不少,甚至是非常忙碌,整車控制器(VCU)它需要檢測整車所有ECU自檢狀態(tài)、能量分配、采集剎車踏板、電加速踏板、控制繼電器開關、整車故障檢測、整車上下電控制、故障處理等等工作。整車控制器的處理速度一般比較快,芯片運行頻率可達100M以上,同時具備首發(fā)功能,具有多路電源輸出口,硬件資源豐富足夠整車使用。整車控制器根據(jù)踏板綜合數(shù)據(jù)計算出給驅動電機的電流指令,電機控制器才會執(zhí)行,其中的一些數(shù)據(jù)需要現(xiàn)場去標定。