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新能源汽车电驱动系统_新能源汽车电驱动系统维护证多少钱

tamoadmin 2024-09-09 人已围观

简介1.什么叫电机驱动控制系统?2.新能源汽车上对电机驱动系统的要求是什么3.什么是电驱动系统?为什么说它对电动汽车非常重要?太平洋汽车网新能源汽车有4种电机驱动,电动汽车经常用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其

1.什么叫电机驱动控制系统?

2.新能源汽车上对电机驱动系统的要求是什么

3.什么是电驱动系统?为什么说它对电动汽车非常重要?

新能源汽车电驱动系统_新能源汽车电驱动系统维护证多少钱

太平洋汽车网新能源汽车有4种电机驱动,电动汽车经常用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

什么是电机?

所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

电动机的发展状态及分类电动汽车经常用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机,这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能,这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较:

★直流电动机优点:成本低、易控制、调速性能良好缺点:结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性:在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

什么叫电机驱动控制系统?

导语:在解读《电动汽车安全指南2019版》中,EMC安全已经被明确纳入其中,指南中5.5.3详细规定了电驱动EMC及防护措施;在《2020版新能源汽车国家强制标准即将发布》中,也提到唯一电驱动系统EMC安全标准:GB/T36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》。在《电磁兼容性(一)》中,我们已经分析了电动车以及电驱动系统的电磁干扰来源,我们这次还是把电驱动作为干扰源,结合EMC安全相关标准,分析上次未研究完的问题。

我们从以下几方面展开讨论:

1.电驱动系统的电磁干扰路径

2.电磁干扰频段测试

3.抑制干扰的方式

1.?电驱动系统的电磁干扰耦合路径

由于电驱动系统内辐射干扰主要是由于传导电磁干扰引起的,而且可以通过添加屏蔽等物理手段进行抑制,而传导干扰沿着导体进行传播,相比辐射干扰更难抑制。

这里我们谨遵毛爷爷的指导,抓主要矛盾,只分析传导干扰。传导干扰是通过所在系统中各种导体传输线,以电流、电压形式进行耦合传播的干扰。

在前面文章中已经提过电驱动中存在差模干扰和共模干扰(传送门:《新能源电驱系统标准解读与拓展:电磁兼容性(一)》),在分析干扰路径前,我们先要明白什么是差模干扰?什么是共模干扰?

差模干扰(Differential-mode):干扰电压存在于信号线及其回线(一般称为信号地线)之间,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。

共模干扰(Common-mode):干扰电压在信号线及其回线(一般称为信号地线)上的幅度相同,这里的电压以附近任何一个物体(大地、金属机箱、参考地线板等)为参考电位,干扰电流回路则是在导线与参考物体构成的回路中流动。

关于DM和CM,下图表示的很清楚了,供参考:

简单来说,差模干扰时信号线到信号线的回路干扰,共模干扰是信号线到地的回路干扰。

01?电驱动系统的差模干扰路径

IGBT开通关断期间感应出瞬态脉冲电压,在相线与电源线组成回路中产生电流,形成差模干扰回路。差模传导电磁干扰耦合路径示意图如下所示:

传播路径1,通过耦合到母线最终流回到电池;传播路径2,是产生的较高频的电流通过电机内部产生尖峰电压。电流1、电流2的和,就是逆变器产生的总体差模干扰电流。

02?电驱动系统的共模干扰路径

共模传导电磁干扰耦合路径示意图如下所示:

路径1,为开关器件IGBT处形成的干扰,在三相逆变桥臂上中性点的电位是规律性阶跃变化的,IGBT与散热器之间存在杂散电容,在IGBT开通关断的瞬间,产生的高频du/dt会通过其上寄生电容充放电,进而产生共模电流,最终通过输入电缆线回到逆变器形成共模干扰回路。

同时,研究指出,电机的定子绕组和电机机壳之间,也存在着较大的寄生电容,存在于电池、电机中性点上的共模电压也会通过上述寄生电容形成共模EMI电流,并通过高压线缆最终回到逆变器形成路径2。

电流1、电流2的和,就是逆变器产生的总体共模干扰电流。

以上,我们完成了电驱动电磁干扰源和干扰路径的分析,那么下一步看看敏感器件有哪些。我们只有知道了干扰频段的大小是多少,才能指导干扰到哪些器件,接下来我们看看如何测试干扰频段。

2.?电磁干扰频段的测试

传导干扰和辐射干扰如何进行测试?不同频段的振幅是多少?会不会影响到敏感期间呢?

《GB/T?36282》

带着这些问题,我们看一下专门针对电驱动EMC的GB标准——《GB∕T?36282-2018?电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》,带着满怀激动的心情点开了标准页面,BUT,GB/T36282-2018标准目录是这个样子,说好的传导发射呢。。。。。。。

《电动汽车安全指南》与《GB/T?18655》

不怕,我们再看《电动汽车安全指南2019版》涉及的电驱动EMC安全标准,在5.5.3.1中规定:

这下就没问题了,《GB/T36282-2018》要与标准《GB/T?18655-2018车辆、船和内燃机无线电骚扰特性用于保护车载接收机的限值和测量方法》相结合去看,而且,《GB/T?18655-2018》的标题提到了敏感器件:车载接收机。车载接收机多种多样,工作的频段范围非常广,标准中是怎么规定限值的呢?

传导电磁干扰测试

《GB/T?18655-2018》涉及零部件传导发射测试的章节如下图,共有两种测试方法:电压法与电流探头法。

测试方法以及限值在标准中写得很详细,喜欢童鞋可详细研读一下,这里不再过多介绍,我们直接上张测试照片:

传导电磁干扰测试平台,主要由电源、人工电源网络、接收器、电源钳、直流高压线缆、电驱动(或电机+逆变器+交流线缆)、测功机等部分组成。接收器可以通过LISN测得系统产生的传导电压,也可结合电流测得直流动力线缆单根电流和共模电流。

电机空载和带载分别测试正极电压传导,借用一下某大神的结果(来源于网络,若有侵权,请联系作者):

其中规定限值的参考标准为CISPR25,这是上述标准《GB/T?18655》英文版本,可以看出,很多频段都严重超标,需要找到响应的措施,抑制干扰。

(关于电磁干扰相关标准,后续会专题统一总结,敬请期待)

辐射电磁干扰测试

辐射干扰途径因可以通过添加屏蔽等物理手段进行抑制,所以不做重点讲解,但是测试的环节不能少,电驱动系统辐射干扰如何测量呢?

这次先看《GB/T?18655-2018》的目录,标准中介绍了三种方法:ALSE(装有吸波材料的屏蔽室)法、TEM小室法、带状线法。ALSE法介绍非常详细,并对不同频率推荐使用了不同天线:

再看下《GB/T36282-2018》辐射干扰测:

测试方法出自《GB/T?18655-2010》,而且在30MHz~1000MHz只说明了用双锥天线测试(#我要你有何用。。。#)测试步骤不再详述,试验台与传导发射试验类似,多增加了接收天线,这里只针对30MHz-200MHz的测试,上图一张:

同样,测试完成的频谱图与标准中的限值相比较,找到不达标的频谱段,取措施进行抑制。

3.?抑制干扰的方式

抑制电磁干扰是相对专业的问题,也由于篇幅的原因,这里简单说一下:

通过第1节的电磁干扰分析,可以看出,差模干扰电压是影响系统性能的最主要原因,因为差模干扰回路都是在驱动系统内形成的。通过调制开关通断时占空比的大小等方法可以对差模干扰路径?1?进行抑制。通过添加滤波器、添加屏蔽层等方法可以对流经电机内部的耦合差模干扰路径?2?进行抑制。

4.?展望

本篇主要分析了电驱动的电磁传导干扰的耦合路径和,依据GB/T?18655-2018介绍了传导发射和辐射发射的试验方法(GB/T36282-2018貌似不怎么靠谱),最后简单说了一下的电磁干扰的抑制措施。后续会对电驱动的抗干扰能力进行分析与相关测试标准的解读。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

新能源汽车上对电机驱动系统的要求是什么

与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成,结构如下图2所示。

电动机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机,如图3。功率转换器按所选电机类型,有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。

电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器(逆变器)构成,驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1,根据设计原理与分类方式的不同,电机的具体构造与成本构成也有所差异。电机的控制系统主要起到调节电机运行状态,使其满足整车不同运行要求的目的。针对不同类型的电机,控制系统的原理与方式有很大差别。

什么是电驱动系统?为什么说它对电动汽车非常重要?

太平洋汽车网新能源汽车驱动电机在需要充分满足汽车运行功能的同时,还应满足行驶的舒适性、环境适应性等性能以及对车辆一次充电续驶里程的要求。

1.体积小、质量轻为了充分利用有限的车载空间,减小车辆质量,降低运行中的能量消耗,应尽量减小驱动电机的体积和质量。电机可以用铝合金外壳,各种控制装置和冷却系统等也要求尽可能轻量化和小型化。

2.全速段高效运行一次充电续驶里程长,特别是在车辆频繁起停或变速运行的情况下,驱动电机应具有较高的效率。

3.低速大转矩及宽范围的恒功率特性即使没有变速器,驱动电机本身应能满足所需的转矩特性,以获得在起动、加速、行驶、减速、制动等各种运行工况下的功率和转矩要求。驱动电机应具有自动调速功能,可以减轻驾驶员的操纵强度,提高驾驶的舒适度,并且能够达到与传统内燃机汽车同样的控制响应。

4.高可靠性在任何运行工况下都应具有高可靠性,以确保车辆的行驶安全。

5.高电压在允许的范围内尽可能用高电压,可以减小电机的尺寸和控制器、导线等设备的尺寸,特别是可以降低逆变器的成本。

6.安全性能动力电池组、驱动电机等强电部件的工作电压能达到300V以上,对电气系统的安全性和控制系统的安全性提出了更高的要求,新能源汽车驱动电机必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。

7.高转速与低转速电机相比,高转速电机的体积和质量较小,有利于降低整车装备的质量。

8.使用寿命长为降低新能源汽车的使用成本,驱动电机的使用寿命应和车辆保持一致,真正实现节能环保的目标。

同时,驱动电机还要求具有耐温和耐潮性能好、运行噪声低、结构简单、成本低、适合批量生产、使用维护方便。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

电动汽车的电驱动系统就像燃油车的发动机和变速箱一样,是电动汽车的动力输出装置。也就是通过它可以将电池中的电能转化成汽车行驶的动能,是决定电动汽车性能的核心部件,也被称为电动汽车的心脏,所以才会那么重要。