摘要 随着社会科学技术的不断发展,我们居住的生态环境也逐渐遭到破坏,例如越来越严重的雾霾现象、温室效应等等。如今国家倡导低碳出行,国家花费大量的财力物力去研發利用清洁能源来逐步改善我们的生存环境,电动汽车在这种情况下应运而生,它的出现和发展对于改变我们的生活方式有着重要的意义。
关键词 电机驱动;电动汽车;控制器
如今社会,国家的环保问题日益严重,大量汽车排放的尾气造成的温室效应现象越来越严重,所以想要控制这种现象继续恶化,一定要想办法用一些绿能源来代替这些燃烧石油、柴油的汽车,控制雾霾现象的再度出现,保证我们的空气质量。电动汽车是应用绿能源的代表,指以车载电源为动力,用存储的电能驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。其构造分为几部分包括:电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。由于其在使用过程中不会产生污染空气的尾气,采用的是清洁能源,其发展前景被广泛看好,但当前技术还存在诸多困难。所谓电机控制器,是一种用于控制电机操作的设备,其功能一般都是通过集成电路来实现,而并非一个独立的器件。电机控制器具有免维护、响应速
度快、对电机的控制稳定等特点,现如今已在生活,工业上广泛的应用。
1 电动汽车电机控制器的现状分析
1.1 电机控制器的概述
首先,电动汽车的发展有两大瓶颈,其一是动力电池,其二是电力控制器。目前的电动汽车都是用的交流电机,而车的动力由车载的存储电池提供的,电池给车提供的只能是直流电,而电机又必须要求用交流电,简单点说就是需要把直流电变成交流电,才能使电机工作,驱动交流电动机。我们再来对电这种现象做进一步的分析,电的本质呢其实是一种自然现象,是电子的运动,而电流是指带电粒子的定向移动,在工业上的用电多数是指电流,电流是有方向的,在负载端永远是从正极流向负极,像流水一样,永远是从高处向低处。直流电是指电流在导体内流向不随时间变化,而交流电在导体内流向随时间成交替变化。在工业上,我们用的直流电在时间轴上表现为一条直线,频率变化为0,交流电在时间轴上表现为正弦波变化,意思1秒正弦波变化50次,频率是50Hz。通过直流电转化为交流电,从而驱动电机旋转。
1.2 电机控制器的原理
电动汽车的工作原理其实不是很复杂,电机用来驱动汽车前行,而电机控制器用来驱动电机工作。电机控制器主要分为控制器和逆变器两部分,电机控制器接收直流电传过来的电源,将其逆变为三相交流电传送给电机控制器,然后将其电源传送到控制器,再反馈给各种仪表,通过变频器频率的升降,达到控制器控制的效果[1]。
1.3 电机控制器的分类
电机控制器按控制电机的种类可以分为三种,有步进电机控制器,力矩电机控制器,直流电机控制器。步进电机控制器可是以发出均匀脉冲信号的电子产品,它所发出的信号进入驱动器后,转换成电机所需要的强电流信号,之后带动步进电动机运转。其工作原理是能够准确地控制步进电机转过每一个角度,每收到一个脉冲,驱动器会给电机传送一个脉冲,使电机转过一个角度。由于这个特点,现在也在广泛使用。力矩电机控制器的工作原理是采用软启动和锯齿波叠加高频震荡信号,控制力矩电机的输出力矩和转速。直流电机控制器的转动原理是通电导体在磁场中受力而运动,直流电机的核心指标是电流换向,换向性能的好坏决定影响电机的性能。也可以按功能分类,分为普通电机控制器、可编程电机控制器、节电电机控制器,可编程电机控制器能够控制多台步进电机分别运行,采用计算机式的编程语言,进
行输入、输出、计算、循环、转移、中断等多种指令,广泛应用于各种自动化控制领域。而节电电机控制器,主要从两方面的技术途径来实现,电机本体结构的设计和改进,和新材料的采用和改进外部环境[2]。
2 电动汽车电机驱动控制系统的发展趋势
2.1 国外发展情况
电动汽车控制器的开发包括了软件和硬件的设计,最最核心的软件通常由整车车厂所研发,当中的硬件和一些零部件可由一些零部件厂商提供。目前来说,国外的整车控制器技术相对趋于成熟,一些老牌汽车厂商在电动车的领域的技术也比较成熟。控制器的产品通过市场多年的检验也相对可靠。很多的汽车零部件厂商也在为整车控制器提出技术方案,以便更好地应用其中的产品,然后进行大量的研发和生产制造,制定统一的行业生产标准,规范我们的应用技术,这种方式是控制器开发的一个趋势[3]。
2.2 我国发展现状电动车控制器维修
目前来说,我国正在加大力度对于电动车控制器的研发,通过各高校作为依托,结合厂商的
实际生产情况相结合,虽说已初步掌握了整车控制器的研发与制造能力,但还是技术的积累有限,水平参差不齐。在硬件方面许多的细节方面还是与国外的高端技术产品有一定的差距,但技术水平可以满足电动汽车的基本需求,产品功能也比较完备,已经可以应用到样车,并且具备小批量产品生产批发的水平。控制器的基础硬件和开发工具很大一部分还需要依赖进口,这是我们技术水平和产业化能力还需要提高的地方[4]。
2.3 我国电动汽车控制器存在的主要问题
应用软件方面可以做到功能实现,但是对于突发的一些状况的诊断功能,安全控制策略还有监控功能等等均需要提高和优化。我国目前的芯片集成能力还是相对薄弱,制造能力也确实比较差,虽然能完成硬件的结构设计,但是稳定性和可靠性还有很长的路要走。需要不停地积累经验,完善我们的数据库,提高技术水平的硬实力[5]。
3 结束语
电动汽车在以后一定会被广泛应用,科学技术不断的更新发展,电动汽车电机控制系统也一定随着发生而改变,深入地去探究电动汽车电机控制系统势必将有效促进电动汽车行业的快
速发展。我们追求的就是环保的、高效的、低成本的出行方式,在技术的道路上,我们还需要勇敢坚定地往前走。
参考文献
[1] 刘旭东.电动汽车轮毂电机控制器研究与开发[D].长春:吉林大学,2017.
[2] 祝贵阳.纯电动汽车电机控制器硬件整合开发[D].长春:吉林大学,2015.
[3] 朱晓琪.纯电动汽车整车控制器开发[D].长春:吉林大学,2015.
[4] 李云,朱世武,吴春冬等.电动汽车电机控制器的发展[J].大功率变流技术,2015,(02):12-17.
[5] 李霁雰.电动汽车电机CAN通信与测试系统的研究[D].杭州:浙江大学,2015.