电机及驱动系统在新能源汽车概论中的关键作用与冷却系统的重要性

电机系统是车辆行驶的主要执行机构,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受,是纯电动汽车中十分重要的部件。它主要由电机(DM)、电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束、冷却管路,与整车其他系统作电气和散热连接,如图4-1-2所示。

图4-1-1

图4-1-2

电机控制器通过U、V、W三相动力线给电机供电,电机通过信号线将电机转子位置信号及定子温度信号传给电机控制器。电机控制器的电力来自动力电池,其通过CAN总线获知车辆当前的驾驶意图,根据电机当前的状态,向电机输出电力使其运转。因为电机及控制器在工作过程中会发热,影响其正常工作,所以加装了冷却系统,由电动水泵驱动,使冷却液在电机控制器与电机中循环冷却,再将热量带到散热器散发到大气中,如图4-1-3所示。

图4-1-3

1.电机控制器(MCU)

电机控制器实现功率的变换,输出特定的电压和电流调节电机的运行产生转矩和转速,在能量转换过程中存在电能、机械能、磁场能的消耗,从而影响能量的转化效率,一般电机的能量转化效率高于其他设备的能量转化效率,如图4-1-4所示。

图4-1-4

EC180驱动电机控制器技术指标参数见表4-1-1。

表4-1-1　EC180电机控制器技术指标参数

2.整车控制器(VCU)(www.xing528.com)

根据驾驶员意图发出各种指令,电机控制器响应并反馈,实时调整电机输出,以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机控制器的另一个重要功能是通信和保护,实时进行状态和故障检测,保护电机系统和整车安全可靠运行。

3.驱动电机(DM)

电动汽车是新能源汽车的一种,是指由车载电源提供全部或部分动力,用电动机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规等各项要求的汽车。电动汽车电机是指应用于电动汽车上的电机。驱动车轮运动的电机称为驱动电机,如图4-1-5所示。

图4-1-5

电机是电动汽车的唯一动力源,可向外输出转速与转矩,驱动汽车前进和后退,还可以作为发电机发电(如在高坡下滑、高速滑行以及制动过程中把势能或者动能通过电机转化电能),如图4-1-6所示。

电机是指依据电磁感应原理实现电能的产生、传输和使用的能量转换机械。按功能分电机可以分为发电机、电动机,如图4-1-7所示。

电机具有可逆性,一台电机既可以做电动机运行,也可以做发电机运行,如图4-1-8所示。

图4-1-6

图4-1-7

图4-1-8

当电能转化为机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能转化为电能时,电机表现出发电机的工作特性。

变压器也称逆变器,其功能是改变交流电压的大小,也就是将一种电压等级的交流电转为同频率另外一种电压等级的交流电。