“新能源汽車(chē)進(jìn)行時(shí)”——新能源汽車(chē)之驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)電機(jī)和電機(jī)控制器是新能源汽車(chē)的核心部件。在一輛純電動(dòng)汽車(chē)中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)是驅(qū)動(dòng)車(chē)輛行駛唯一動(dòng)力裝置，相當(dāng)于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
作為新能源汽車(chē)的核心部件，電動(dòng)汽車(chē)電機(jī)控制要求更高——電機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、快速啟動(dòng)和制動(dòng)以及電機(jī)效率背后都涉及到電機(jī)控制的關(guān)鍵技術(shù)，將直接關(guān)系到電能利用效率、整車(chē)性能、駕駛體驗(yàn)以及車(chē)輛行駛安全。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
車(chē)輛的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式可分為集中驅(qū)動(dòng)與車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。集中驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以沿用內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的部分傳動(dòng)裝置，是目前應(yīng)用最多的電驅(qū)動(dòng)方式，容易處理電機(jī)冷卻、防振以及電磁干擾等問(wèn)題。
車(chē)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的范例是三菱汽車(chē)公司應(yīng)用開(kāi)發(fā)的輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)，和日產(chǎn)汽車(chē)公司開(kāi)發(fā)的輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車(chē)。
相比傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)，新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)有更高的技術(shù)要求。類(lèi)型主要有四種:直流電機(jī)、交流異步電機(jī)、永磁無(wú)刷電機(jī)(包括永磁同步電機(jī))和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。從綜合性能來(lái)看，永磁同步電機(jī)最具優(yōu)勢(shì)，更能代表新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展方向。
集成化是另一大趨勢(shì)，電機(jī)系統(tǒng)的集成化主要包括機(jī)電集成和電力電子集成，前者能有效降低系統(tǒng)重量和成本，后者是解決變流器成本和效率的最佳方案，其中功率器件IGBT模塊封裝的技術(shù)壁壘較高。
國(guó)外：不少企業(yè)電機(jī)為內(nèi)部配套，博世等零部件巨頭具有很強(qiáng)實(shí)力。除Tesla以外，國(guó)外新能源汽車(chē)電電機(jī)已基本采用永磁同步電機(jī)。寶馬、大眾、豐田、日產(chǎn)的電機(jī)系統(tǒng)均為內(nèi)部配套，此外，在新能源汽車(chē)電機(jī)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力領(lǐng)先主要為博世、大陸、麥格納等大型零部件集團(tuán)。
國(guó)內(nèi)：綜合實(shí)力較強(qiáng)的為北京精進(jìn)、上海電驅(qū)動(dòng)、大洋電機(jī)等。我國(guó)新能源客車(chē)主要采用交流異步電機(jī)，乘用車(chē)則基本采用永磁同步電機(jī)。國(guó)內(nèi)目前能為新能源商用車(chē)提供電機(jī)的企業(yè)較多，但同時(shí)能為商用車(chē)也能為乘用車(chē)提供電機(jī)的企業(yè)則相對(duì)較少，綜合實(shí)力較為突出的主要供應(yīng)商包括北京精進(jìn)、上海電驅(qū)動(dòng)、大洋電機(jī)等。
控制系統(tǒng)
電機(jī)控制技術(shù)是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它對(duì)電動(dòng)車(chē)的性能將產(chǎn)生巨大的影響。由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的原理、種類(lèi)差別很大，因此，對(duì)每類(lèi)電機(jī)的控制都是針對(duì)該類(lèi)電機(jī)的原理采用適當(dāng)?shù)目刂品绞健?/p>
簡(jiǎn)言之，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速是靠控制電樞和勵(lì)磁來(lái)實(shí)現(xiàn)的。交流電機(jī)采用矢量控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。永磁電機(jī)的控制較復(fù)雜，為實(shí)現(xiàn)最佳控制，常采用兩種或幾種控制方案結(jié)合運(yùn)行。如采用最大轉(zhuǎn)矩控制和弱磁控制相結(jié)合以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的效率最佳化和寬范圍調(diào)速的控制技術(shù)以及轉(zhuǎn)矩控制和PWM控制集成一體的控制技術(shù)等。
隨著電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)各種智能控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已開(kāi)始應(yīng)用于汽車(chē)電機(jī)控制中，使汽車(chē)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、抗干擾強(qiáng)，極大地提高了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)性能。
