電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)部分組成

1.驅(qū)動電機控制器的結(jié)構(gòu)驅(qū)動電機控制器是一種電壓型逆變器，它利用IGBT將直流電轉(zhuǎn)換成額定電壓為330伏的交流電，其主要功能是控制電動機和發(fā)電機根據(jù)不同的工況來控制電動機的正反轉(zhuǎn)、功率、扭矩和轉(zhuǎn)速。即控制電機的前進和后退，維持電動車的正常運行。關(guān)鍵部分是IGBT，它實際上是一個大電容。目的是控制電流運行，保證駕駛員能根據(jù)自己的意愿輸出合適的電流參數(shù)。

驅(qū)動電機控制器總成由上層、中層和下層組成。上下兩層為電機控制單元，中間層為水道冷卻控制單元。該總成還包括信號連接器、兩個動力電池正負極連接器、三個電機三相線連接器、兩個水套連接器等外圍附件。電機的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2.驅(qū)動電機控制器①的功能是控制電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動和正反轉(zhuǎn)發(fā)電。②控制電機的功率輸出，同時保護電機。③通過CAN與其他控制模塊通信，接收和發(fā)送相關(guān)信號，間接控制車輛上相關(guān)系統(tǒng)的正常運行。④制動能量供給控制。⑤內(nèi)部故障的檢測和處理。⑥最大運行速度:額定電壓下，最大運行速度為7500r/min。⑦半坡啟動功能。⑧防止電機失控和IPM保護。⑨采集P、R、N、D檔信號。⑩采集油門深度傳感器和剎車深度傳感器的信號。

3.絕緣柵雙極晶體管的控制原理絕緣柵雙極晶體管被認為是電動汽車的核心技術(shù)之一。它的功能是轉(zhuǎn)換交流和DC，同時還承擔(dān)高低壓轉(zhuǎn)換的功能。此外，電機回收的交流電流也轉(zhuǎn)化為蓄電池可以充電的電流。IGBT的結(jié)構(gòu)如下圖所示。

動力電池組和電機的正負極分別與IGBT模塊的輸入輸出端相連，IGBT的輸出電壓由主控制器輸入的PWM信號控制。在控制器運行過程中，主控制器通過采集和分析加速踏板、制動踏板、車速等傳感器信號來控制電機電壓的輸出。輸出方式為向IGBT模塊傳輸PWM信號，采集電機電壓、電機電流、電機溫度、IGBT模塊等反饋信號，保護系統(tǒng)不發(fā)生過流、過壓、過熱。

4.驅(qū)動系統(tǒng)控制策略電動汽車行駛過程中，駕駛員根據(jù)實際行駛工況，通過操作油門踏板、剎車踏板和變速箱操縱桿來控制電動汽車的速度。不考慮換擋，油門踏板的信號代表駕駛員的指令，所以電動汽車的速度實際上是通過駕駛員的廣義閉環(huán)速度控制來實現(xiàn)的。

根據(jù)油門踏板所代表的給定指令，控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、電流閉環(huán)控制系統(tǒng)和速度-電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。

開環(huán)控制系統(tǒng)利用油門踏板信號代表主控制器向IGBT模塊傳輸PWM占空比空比值信號，電路簡單，成本低，但當(dāng)電池電壓參數(shù)發(fā)生變化時，沒有自動調(diào)節(jié)功能，抗干擾能力差，啟動加速度低，功率指示低。

電流單閉環(huán)控制系統(tǒng)是用油門踏板信號來表示電機的電樞電流，即電機的輸出轉(zhuǎn)矩。目前單閉環(huán)速度控制系統(tǒng)的主要特點是響應(yīng)時間短、控制準確、自調(diào)節(jié)能力強，但這種系統(tǒng)容易出現(xiàn)過流現(xiàn)象，可能導(dǎo)致電機或控制器損壞。

油門踏板信號代表駕駛員期望車速的控制系統(tǒng)稱為車速控制系統(tǒng)。如果安裝車速傳感器檢測車速并與期望車速進行比較形成逆控制，稱為車速單閉環(huán)控制系統(tǒng)。雙閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)性能令人滿意，油門踏板的位置直接代表了駕駛員的預(yù)期車速，直觀易懂，起步加速性和動態(tài)性好。

動力電機的再生制動:“再生制動”用于電力系統(tǒng)，利用電機產(chǎn)生的動力再利用動能。通常電機通電后開始轉(zhuǎn)動，但當(dāng)外力帶動電機轉(zhuǎn)動時，可以作為發(fā)電機發(fā)電。因此，利用驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)力驅(qū)動電機發(fā)電，發(fā)電時的阻力可以在給蓄電池充電的同時減速。該系統(tǒng)在制動時與液壓制動同時控制再生制動，將減速時作為摩擦熱損失的動能完美地回收為驅(qū)動能量。在城市中行駛時，反復(fù)調(diào)速運行具有較高的能量回收效果，因此低速時首先使用再生制動。例如，在城市中行駛100公里可以再生相當(dāng)于1L汽油的能量。

5.預(yù)充電信號回路控制預(yù)充電目的:在沒有預(yù)充電的情況下，主接觸器的吸合可能導(dǎo)致過大的電流燒結(jié)主接觸器，擊穿電容器。當(dāng)鑰匙打開時，為了減輕高壓電池的影響，電池管理器首先接合預(yù)充電接觸器來控制繼電器。動力電池的高壓電通過預(yù)充電接觸器和兩個并聯(lián)的限流電阻加載到母線的正極。當(dāng)驅(qū)動電機控制器檢查到總線正極的電壓達到動力電池額定電壓的2/3時，它會向電池管理器反饋一個預(yù)充電信號。之后，組合儀表的OK燈亮起，電池管理器控制正放電接觸器的控制器接通和斷開預(yù)充電接觸器的控制器。

如果有任何故障，請用診斷儀器檢查預(yù)充電。如果預(yù)充電失敗，請執(zhí)行以下操作。①檢查電池管理器是否預(yù)充電。②從電池管理器的K05連接器后端引出。③檢查線束端子M33-25和車身之間的電壓。如果沒有，更換電池管理器并檢查高壓電源電路。預(yù)充信號電路如下圖所示。

6.驅(qū)動電機控制器的故障代碼