電動(dòng)汽車控制器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)在我國現(xiàn)狀分析

小編通過整理電動(dòng)汽車控制器的相關(guān)文章，分析電動(dòng)汽車控制器以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢，幫助大家更加深入的了解電動(dòng)汽車控制器。

電動(dòng)汽車控制器實(shí)例

電動(dòng)汽車控制器-整車控制器

整車控制器(電動(dòng)汽車控制器)的開發(fā)包括軟、硬件設(shè)計(jì)。核心軟件一般由整車廠研發(fā)，硬件和底層驅(qū)動(dòng)軟件可選擇由汽車零部件廠商提供。

1)國外發(fā)展情況

(1)國外整車控制器技術(shù)趨于成熟國外大部分汽車企業(yè)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域積累充足，控制策略成熟度高，整車節(jié)油效果良好，控制器產(chǎn)品通過市場檢驗(yàn)證實(shí)了其可靠性。

(2)汽車電子零部件企業(yè)積極開展整車控制器研發(fā)和生產(chǎn)制造。各汽車電子零部件巨頭，如德爾福、大陸、博世集團(tuán)都紛紛進(jìn)行整車控制器研發(fā)和生產(chǎn)。部分汽車設(shè)計(jì)公司也為整車廠提供整車控制器技術(shù)方案，如AVL、FEV、RICARDO等，在電動(dòng)汽車整車控制器領(lǐng)域也有不少成功的案例。

(3)控制器日趨標(biāo)準(zhǔn)化控制器的標(biāo)準(zhǔn)化已引起相關(guān)企業(yè)的關(guān)注。由全球汽車制造商、部件供應(yīng)商及電子、半導(dǎo)體和軟件系統(tǒng)公司，聯(lián)合建立了汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)聯(lián)盟，形成了AUTOSAR(汽車開放系統(tǒng)架構(gòu))標(biāo)準(zhǔn)，簡化了開發(fā)流程并使ECU軟件具有復(fù)用性，是控制器開發(fā)的一個(gè)趨勢。

2)我國發(fā)展現(xiàn)狀

“863”計(jì)劃中我國整車控制器主要是以高校為依托進(jìn)行研究，如清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、北京理工大學(xué)等，目前已初步掌握了整車控制器的軟、硬件開發(fā)能力。產(chǎn)品功能較為完備，基本可以滿足電動(dòng)汽車需求，已經(jīng)應(yīng)用到樣車及小批量產(chǎn)品上。目前各廠家基本掌握整車控制器開發(fā)技術(shù)，但技術(shù)積累有限，水平參差不齊。我國控制器硬件水平與國外存在一定差距，產(chǎn)業(yè)化能力相對(duì)不足。大部分企業(yè)推出量產(chǎn)電動(dòng)汽車產(chǎn)品時(shí)更傾向于選擇國外整車控制器硬件供應(yīng)商。另外，控制器基礎(chǔ)硬件、開發(fā)工具等基本依賴進(jìn)口。

總體來講，控制器產(chǎn)品技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化能力與國外仍有較大差距。

3)我國整車控制器(電動(dòng)汽車控制器)存在的主要問題

(1)應(yīng)用軟件方面多數(shù)停留在功能實(shí)現(xiàn)，軟件診斷功能、整車安全控制策略、監(jiān)控功能均有待優(yōu)化和提高。

(2)我國電動(dòng)汽車處于樣車研發(fā)和示范運(yùn)行階段，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不完善，影響整車控制器設(shè)計(jì)水平。部分企業(yè)能根據(jù)V型開發(fā)流程(一種軟件和產(chǎn)品開發(fā)工具)引進(jìn)相關(guān)的設(shè)備和軟件，普遍使用通用開發(fā)工具進(jìn)行二次開發(fā)。

(3)國內(nèi)企業(yè)能夠完成整車控制器硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但由于我國芯片集成力量比較薄弱，制造能力較差，可靠性和穩(wěn)定性仍有很大的提升空間。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型及其發(fā)展

驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部件，直接影響整車的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性。驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要包括直流電機(jī)和交流電機(jī)。目前電動(dòng)汽車廣泛使用交流電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要包括異步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁電機(jī)(包括無刷直流電機(jī)和永磁同步電機(jī))

1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在我國發(fā)展現(xiàn)狀

(1)交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)我國已建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)，形成了小批量生產(chǎn)的開發(fā)、制造、試驗(yàn)及服務(wù)體系;產(chǎn)品性能基本滿足整車需求，大功率異步電機(jī)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各類電動(dòng)客車。

(2)開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已形成優(yōu)化設(shè)計(jì)和自主研發(fā)能力，通過合理設(shè)計(jì)電機(jī)結(jié)構(gòu)、改進(jìn)控制技術(shù)，產(chǎn)品性能基本滿足整車需求;目前部分產(chǎn)品已配套整車示范運(yùn)行，效果良好。

(3)無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)國內(nèi)企業(yè)通過合理設(shè)計(jì)及改進(jìn)控制技術(shù)，有效提高了無刷直流電機(jī)產(chǎn)品性能，基本滿足電動(dòng)汽車需求;已初步具有機(jī)電一體化設(shè)計(jì)能力。

(4)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已形成了一定的研發(fā)和生產(chǎn)能力，開發(fā)了不同系列產(chǎn)品，可應(yīng)用于各類電動(dòng)汽車;產(chǎn)品部分技術(shù)指標(biāo)接近國際先進(jìn)水平，但總體水平與國外仍有一定差距。

(5)永磁電機(jī)材料永磁電機(jī)的主要材料有釹鐵硼磁鋼、硅鋼等。部分公司掌握了電機(jī)轉(zhuǎn)子磁體先裝配后充磁的整體充磁技術(shù)。

(6)電機(jī)控制器關(guān)鍵部件電機(jī)控制器用位置/轉(zhuǎn)速傳感器多為旋轉(zhuǎn)變壓器，目前基本采用進(jìn)口產(chǎn)品，我國部分公司已具備旋轉(zhuǎn)變壓器的研發(fā)生產(chǎn)能力，但產(chǎn)品精度、可靠性與國外仍有差距。

2)車用電機(jī)的發(fā)展趨勢如下

(1)電機(jī)本體永磁化

永磁電機(jī)具有高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。我國具有世界最為豐富的稀土資源，因此高性能永磁電機(jī)是我國車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的重要發(fā)展方向。

(2)電機(jī)控制數(shù)字化

專用芯片及數(shù)字信號(hào)處理器的出現(xiàn)，促進(jìn)了電機(jī)控制器的數(shù)字化，提高了電機(jī)系統(tǒng)的控制精度，有效減小了系統(tǒng)體積。

(3)電機(jī)系統(tǒng)集成化

通過機(jī)電集成(電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)集成或電機(jī)與變速箱集成)和控制器集成，有利于減小驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重量和體積，可有效降低系統(tǒng)制造成本。

我國電動(dòng)汽車控制器及驅(qū)動(dòng)電機(jī)存在的主要問題

(1)電機(jī)原材料、控制器核心部件研發(fā)能力較弱，依賴進(jìn)口，如硅鋼片、電機(jī)高速軸承、位置/轉(zhuǎn)速傳感器、IGBT模塊等。進(jìn)口產(chǎn)品成本高，影響電機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。

(2)我國車用電機(jī)的機(jī)電集成水平與國外差距較大?？刂破骷啥容^低，體積、重量相對(duì)偏大。

(3)我國車用電機(jī)系統(tǒng)尚處于起步階段，制造工藝水平落后，缺乏自動(dòng)化生產(chǎn)線，造成產(chǎn)品可靠性、一致性差。產(chǎn)業(yè)化規(guī)模較小，成本較高。

(4)現(xiàn)階段國家出臺(tái)的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)較少，且不完善。如：不同類型電機(jī)系統(tǒng)采用同一檢測標(biāo)準(zhǔn)，缺乏可靠性、耐久性評(píng)價(jià)方法等。

購買電動(dòng)汽車控制器需要注意的性能指標(biāo)

環(huán)境溫度　　環(huán)境濕度　　海拔高度

過載能力　　整機(jī)效率　　加減速時(shí)間

初始輸出電壓　　起?？刂啤　】刂葡到y(tǒng)

控制系統(tǒng)供電電源　　面板顯示　　面板操作

控制模式

功率單元保護(hù)( 過壓、欠壓、輸入缺相、驅(qū)動(dòng)、超溫、通信等)

系統(tǒng)保護(hù)(變頻器輸出過載、輸出短路、冷卻風(fēng)扇故障報(bào)警、門開關(guān)聯(lián)鎖保護(hù)、變壓器過熱報(bào)警、變壓器過熱跳閘)

開關(guān)量輸入　　開關(guān)量輸出　　模擬量輸入

模擬量輸出 　　通信接口　　通信協(xié)議

裝置內(nèi)部接地電阻　　冷卻方式　　防護(hù)等級(jí)