|
“不要走开，文末有福利” 1.广东·佛山 2017中国硅钢年会 暨加工配套服务商对接会 2.邀您加入电机行业交流群 整理 | 旺材电机 发展电动汽车，三个基本技术瓶颈是动力电池、驱动电机、控制器（整车控制器、电池控制器、电器控器）。动力由动力电源提供，被驱动部件有：①主驱动电机（驱动车辆前行、后退）；②打气泵的驱动电机；③空调压缩机的驱动电机；④发动机的驱动电机；⑤转向器的驱动电机。从事电动汽车开发技术人员，一直在设想，以上被驱动部件，能不能由一个驱动电机来承担？原理是可以的，但是实现它，还是有许多困难的。下面是电动汽车多功能集成驱动电机（控制器）原理及实例介绍，供同行参考。 一、驱动电机及控制器原理介绍 电动汽车控制器是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其它电子器件的核心控制器件。基本原理是： 按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 产品外图见（图1）。 图1 电动汽车控制器产品外形 二、目前商业车基本上多驱动电机及控制器结构 目前基本情况是主驱动电机以外，小三电系统（电空调、电打气泵、电转向）基本原理与主驱动电机一个样，一个电机配一个控制器。基本配置示意图（图2）。 图2 多驱动电机及控制器结构 部件控制通过CAN实现了，但是不同部件要的交流电压是不同的，于是必须配不同规格的DC/AC和DC/DC, 电机也多，动力源越多，配置难度大。防尘、防水、防电池干扰技术要求越严。 其特点是，转向系统、空调系统、制动系统均需要一个独立的DC/AC和电机，各系统独立开来，在车上布置较为分散，整车所需要的变频器和电机数量也较多，不利于各系统零部件的检修。 三、电动汽车多功能集成驱动电机（控制器）原理 从图2可以看出，原理是，目前转向系统、空调系统、制动系统动力来源路径一致，均为如下结构形式：动力电池组、高压配电箱、DC/AC、电机、执行机构。 难在哪里？如何用一定电机替代多个电机，如果是一个电机，自然就一个控制器。 图3 电动汽车多功能集成驱动电机（控制器）原理 基本思路是：用一个高效电机驱动转向泵、打气泵、空调压缩机，将各系统整合。通过驱动电机带动发动机，取消了价格比较贵的取代DC/DC。 四、电动汽车多功能集成驱动电机（控制器）实例 图4 电动汽车多功能集成驱动电机（控制器）及部件组成 下面是10.5~12m大巴车用的多功能集成驱动电机产品及参数 图5 产品安装集成图及参数表 五、总结 （1）这是由我国国内工程技术人员研发成功的产品，标志我国电动的电机及控制器研发水平，有了重大突破； （2）这个产品已经被国内主流客车厂采用，已经批量装车，提升了电动客车底盘开发水平； （3）电动动力总成的集成是一个不断完善的过程，有效降低整车成本，增强整车可靠性，是电动车未来系统零部件的发展趋势与方向。 发展趋势，电动汽车无线充电切入口研究电动汽车车载电能的补充方式基本分为2大类，一是充电，二是换电；而充电又分为有导线充电和无线充电两大类。目前已经形成国家标准的有线充电。但是技术总是在进步，无线充电也是发展方向。中兴公司积极推进无线充电技术在电动公交车的应用，目前进展如何？笔者理解，无线充电随着技术进步，也会推广开来。下面讨论电动汽车无线充电的切入口，与同行分享。 一、无线充电的基本原理 无线电能传输（wireless power transmission ,WPT)是指一切借助某种载体实现无直接电气连接的电能传递技术。最常用的载体就是耦合的电磁场。对于EV用WPT，主要是将变压器原、副线圈分别置于车外和车内，通过高频磁场的耦合传输电能。目前分为3大类技术： 1）电磁感应：充电线圈产生交变电磁场时，磁力线穿过与之分离一定距离的接收线圈，使接收线圈产生相应的感应电动势并可对外输出电力（见图1）。 图1 电磁感应技术 2）磁共振：本原理与电磁感应相同，只是发射部分和接收部分采用同一共振周波，可将阻抗限制在最低值，进行电能传输（见图2）。 图2 磁共振技术 3）微波：发射与接收均采用微波传送技术，距离较远，功率较小（见图3）。 图3 微波技术 二、基于无线电能传输的车用充电原理 无线充电系统工作时，发射部分将市电经专门的电源转换模块进行全波整流、滤波及稳压后变换成直流电。电源管理模块利用振荡源将直流电逆变成高频交流电供给发射线圈。通过2个或多个电感线圈之间的电磁耦合能量，接收线圈输出的电流经能量接收转换单元后为设备充电。目前市场有10KW的电动汽车无线充电装置产品了。如果汽车是配30度电，大概3-3.5个小时可以充满电。（见图4、图5）。 图4 电动汽车无线充电示意图
图5 无线充电装置示意图 三、电动汽车无线充电切入口 国家能源局制定的《电动汽车充电基础设施建设规划》提出，到2020年国内充换电站数量达到1.2万个，充电桩达到450万个。北京、上海、广州等一线经济发达城市，以及人口密度大的中部地区，有利于无线充电设备的安装。主要以电动乘用车、城市配送电动车为切入口（见图6）。
图6 无线充电应用切人口：目标客户 关键：1）如何与这类整车厂配套；2）目前不宜与大车配套。 四、无线充电发展趋势 无线充电的方向是替代有线充电，但是市场推广难度比较大。主要是充电装置功率目前还比较低，要得到主机厂的认可，目前有一定困难。标准方面有进一步加强建设。无线充电发展应用是多元的（见图7）。
图7 无线充电发展应用是多元 （来源：网络） |
|
|
