电动汽车用电机控制器的

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1、电动汽车用电机控制器的设计方法与实践徐性怡博士上海大郡自动化系统工程有限公司2009.6.15Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit内容提要1.电动汽车用电机控制系统的构成与设计认证流程2.电动汽车应用对电机及其控制器的特殊要求3.电机驱动系统设计要点4.电力电子控制器的设计要点5.电力电子控制器的发展趋势6.结语Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit中国电动汽车的发展前景•历

2、史性机遇–汽车动力电气化已成为汽车技术发展的趋势–“节能减排”的国策鼓励电动汽车及混合动力汽车的大发展•电动汽车发展所面临的挑战ChallengesforEV/HEV–电动汽车技术仍有待于完善，尤其是关键零部件如电池和电机制约了电动汽车的发展进程；–电动汽车市场受到产品可靠性、成本等因素的制约，需要一段成长周期–油价下降影响消费者对新能源汽车的积极性•市场将在未来3-5年逐步上量Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit电动汽车/混合动力用电机系统举例曲轴集成启动发电机皮带

3、驱动启动发电机(BISG)3~6kW(CISG)~15kW电动空调~6kW电动油泵~80W电池冷却风扇冷却水泵~40W~40W牵引电机60~147kWHEV发电机40~105kWKinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit混合动力系统实现方案BatteryIPUIPUBatteryISGISGTrans.TractionTrans.MotorMildHEVParallelHEV/Plug-inIPUBatteryISGTractionTrans.MotorSeriesHEV/

4、Plug-inKinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit中国电动/混合动力系统发展趋势•近期内ISG系统是主打产品•随着电池技术（特别是锂离子电池）的快速发展，纯电动和Plug-in系统将得到重点关注和快速发展•鉴于电池发展的不确定性，采用双电机系统的强混合动力汽车将占据一定的比例，并根据电池成熟程度，往Plug-in靠拢Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit电动汽车/混合动力汽车

5、用电机系统举例强混合动力双电机系统示意图中度混合集成启动发电机ISG系统(Honda)Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit电动汽车用电机驱动系统典型结构电池电力电子逆变器电机变速箱ViVo-Vi数字控制器传感器Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit汽车产品设计方法：复杂系统的分解设计与验证系统设计要求设计过程认证过程设计完成与限制条件系统设计系统系统分解分析系统集成子系统要系

6、统与测试求与限制DVP子系统设计子系统子系统子系统设计DVP测试Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit汽车电机与普通工业电机之比较工业应用汽车应用项目封装尺寸空间不受限制，可用标准封装配套布置空间有限，必须根据具体产品各种应用进行特殊设计工作环境环境温度适中（-20~+40oC);温度变化大（-40~+105oC);静止应用，震动较小震动剧烈;可靠性要求较高以保证生产效率很高以保障乘车者安全冷却方式通常为风冷（体积大）通常为水冷（体积小）控制性能多为变频调速控制，动态性

7、能较差需要精确的力矩控制，动态性能较好功率密度较低（0.2kW/kg）较高（1–1.5kW/kg）总体性价比一般极高：既要性能好，又要价格便宜Kinway&DajunConfidential,Pleasedonotdistributewithoutwrittenpermit汽车电机驱动系统GeneratingEnergyconversioinMotoringElectricalsystemMechanicalsystemIBIaTω+ElectricmachineVBInverterIb_IcController系统功能：机电能量转换关键子系统:•电池作为电源或

8、负载（储电装置）•汽车/