电机驱动(电机驱动控制器)

新能源汽车有几种电机驱动

【太平洋汽车网】新能源汽车有4种电机驱动，电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

什么是电机？

所谓电机，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性；当机械能被转换成电能时，电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下，机械能将被转化成电能，通过发电机来给电池回馈充电。

电动机的发展状态及分类电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机，这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展，异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能，这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较：

★直流电动机优点：成本低、易控制、调速性能良好缺点：结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性：在电动汽车发展早期，直流电机被作为驱动电机广泛应用，但是由于其结构复杂，导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制，长时间工作会产生损耗，增加维护成本。此外，电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热，会造成高频电磁干扰，影响整车其他电器性能。因此，目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

驱动电机基础知识

电机驱动系统是纯电动轿车中的关键系统，纯电动轿车的运行性能主要取决于电机驱动系统的类型和性能。纯电动轿车的驱动系统一般由整车控制器、电机、逆变器、DC- DC、减速器以及驱动轮构成。典型的纯电动汽车驱动系统，如图 1 所示。

电机系统作为纯电动汽车的唯一动力源，承担着电动汽车加速、减速、爬坡、高速匀速行驶等复杂工况的动力需求。同时汽车的工作环境恶劣，可靠性要求极高。
纯电动汽车驱动系统要求 ：

项目 | 直流电机 | 交流电机 | 永磁同步电机 | 开关磁阻电机
----|------|----|-----
比功率|低|中|高|较高
峰值效率（%）|85 89|94 95|95 97|85 90
负荷效率（%）|88 91|79 85|90 92|78 86
转速范围（rpm）|4000 8000|9000 15000|4000~10000|>15000
可靠性|差|好|中|好
功率密度|低|中|最高|中
过载能力（%）|200|300 500|300|300 500
成本（￥/kw）|高|低|高|低于感应电机
控制操作性能|最好|好|好|好
控制器成本|低|高|高|一般
输出功率相对成本（元/kw）|1.0|0.8 1.2|1 1.5|0.6~1.0
近十年来,电动车电机驱动系统主要是开发系列化的交流异步电动机驱动系统、永磁无刷电动机驱动系统和开关磁阻电动机驱动系统。与原来的直流有刷电机驱动系统相比,以上驱动系统具有明显优势,其突出优点是体积小,质量轻,调速范围广,可靠性高。上表给出了各种电机驱动系统的性能比较。目前,美国的汽车公司大多采用高速、高效的交流异步电动机驱动系统,日本的汽车公司基本上采用永磁同步电动机驱动系统。

异步电动机其特点是结构简单,坚固耐用,成本低廉,运行可靠,低转矩脉动,低噪声,不需要位置传感器,转速极限高。

异步电动机矢量控制调速技术比较成熟,使得异步电动机驱动系统具有明显的优势,因此被较早应用于电动车的驱动系统,目前仍然是电动车驱动系统的主流产品(尤其在美国),但己被其他新型无刷永磁牵引电动机驱动系统逐步取代。

最大缺点是驱动电路复杂,成本高;相对永磁电动机而言,异步电动机效率和功率密度偏低。

永磁无刷电动机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构,由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围,发展前景十分广阔,在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者,已在国内外多种电动车辆中获得应用。

内置式永磁同步电动机也称为混合式永磁磁阻电动机。该电机在永磁转矩的基础上叠加了磁阻转矩,磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度,而且易于弱磁调速,扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电动机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入,该电机结构灵活,设计自由度大,有望得到高性能,适合用作电动车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注,特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前,美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电动机。

表面凸出式永磁无刷直流电机也称为永磁转矩电动机,相对内置式永磁同步电动机而言,其弱磁调速范围小,功率密度低。该结构电机动态响应快,并可望得到低转矩脉动,适合用作汽车的电子伺服驱动,如汽车电子动力方向盘的伺服电机。

无位置传感器永磁同步电动机驱动系统也是当前永磁同步电动机驱动系统研究的一个热点,将成为永磁同步电动机驱动系统的发展趋势之一,具有潜在的竞争优势。

永磁同步电动机驱动系统低速时常采用矢量控制,高速时用弱磁控制。

从20世纪os年代开关磁阻电动机驱动系统问世后,打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式;并随着磁阻电机,永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展,交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代;新的电机拓朴结构与控制方式层出不穷,推动了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。

SRD开关磁阻电动机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单、成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电动机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大缺点是转矩脉动大,噪声大。此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低;另一个缺点是要使用位置传感器,增加了结构复杂性,降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。

永磁式开关磁阻电动机也称为双凸极永磁电动机,永磁式开关磁阻电动机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上叠加了永磁转矩,永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动,以利于它在电动车辆驱动系统中应用。

转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电动机具有磁场控制能力,类似直流电动机的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合电动车辆牵引电动机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段,电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善,作为候选的电动车辆牵引电动机具有较强的潜在的竞争优势。

开关磁阻性能好，优点明显同时缺点也非常明显，相关知识可参考以下链接。
开关磁阻电机基本介绍: 开关磁阻电机基础知识 、 百度百科：开关磁阻电机 、 开关磁阻电机特点及应用

在上表中我们可以看出交流异步电机的优点是：可靠性高，过载能力强、成本稍低，缺点是：功率密度相对较低、效率较低。永磁同步电机的优点是：效率高、功率密度高，缺点是：可靠性稍低，过载能力较低，成本较高。
针对这两类电机的优缺点个人认为：
1）交流异步电机比较适合用在大巴车、物流车等对安装布置空间不敏感，要求过载能力强的车型上。
2）永磁同步电机比较适合用在乘用车上，乘用车对安装布置空间要求高，一般不会产生过载。

如上表所示感应电机的损耗主要包括：转子铜损、杂散损耗、定子铜损（磁通电流）、定子铜损（转矩电流）、摩擦和风阻损耗、定子铁损这几部分组成。相同功率的永磁电机相比感应电机没有转子铜损和定子铜损（磁通电流）因此永磁电机相比感应电机效率更高。

交流异步电机只使用铁和铜材料组成不使用永磁材料， 永磁材料 温度特性差(一般80℃经过特殊处理的能够达到200℃)，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。相比交流异步电机永磁同步电机在耐温性能差和高转速下永磁容易产生机械损伤，因此永磁同步电机相比交流异步电机可靠性要差。
同时由于永磁同步电机磁场是由永磁体产生如不采取弱磁控制磁场强度是“恒定的”如果电机处于高转速下，电机的反电动势很可能会超过控制器的最高输出电压造成控制器损坏。因此在电机高速运行时会进行弱磁控制降低反电动势，以提高电机转速。

驱动电机是什么？

电机是将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的装置，电机具有能相对运动的部件，是一种依靠电磁感应而运行的装置，其中发电机将机械能转换为电能；电动机将机械能转换为电能。在电动汽车中，为车辆行驶提供驱动力的电动机称为驱动电动机，驱动车辆以外的电动机称为辅助电动机。

电控系统是电动车的大脑，指挥着电动汽车的电子器件的运行。电池是电动车的血液，提供源源不断的电力。那么，驱动电机就是电动车的心脏，提供“全身”动力，把电能转化为动能，驱动电动车运行，决定着电动汽车的性能。如果没有了驱动电机总成，那么电动车就等于报废了，有再多能量也动不了。

新能源汽车电机驱动平衡机

电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象，骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大，推出了一系列满足性能要求的产品。但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术，其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求，成为电动汽车发展的主要制约因素。

新能源汽车电机驱动平衡机

虽然是新兴产业，但是汽车厂家对汽车驱动电机的要求可谓较为严苛，集智汽车驱动电机平衡机的作用那就更加不可忽视了。我们都知道哪怕工件做的再规范，都可能因为各种原因导致存在一些细微的误差，一旦这种存在些微不平衡的转子在进行一段时间的工作之后，还会产生一些质量、性能、安全方面的隐患。

新能源汽车电机驱动系统作用是什么

【太平洋汽车网】驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是电动汽车的动力来源。驱动电机系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。驱动电机系统由驱动电动机（DM）和驱动电机控制器（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。

整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器驱动电车控制器发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。

电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。

二、汽车驱动电机系统的组成部分：

1、驱动电动机：

（1）永磁同步电机：一种典型的驱动电机，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器，来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。

（2）旋转变压器：检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱动电机旋转。

（3）温度传感器：作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。

2、驱动电机控制器：

（1）驱动电机控制器对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态信息通过网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障码和相关数据。

（2）驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器和温度传感器来进行电机运行状态的监测，根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。

（3）电流传感器用于检测电机工作实际电流，包括母线电流、三相交流电流。

（4）电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压，包括动力电池电压、12V蓄电池电压。

（5）温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模块的温度。

三、新能源汽车驱动电机系统的工作过程：

1、D挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板，此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器，整车控制器把驾驶员的操作意图传递给驱动电机控制器，再由驱动电机控制器结合旋变传感器信息（转子位置），进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

电机驱动模块是什么

电机的驱动模块通常有晶体管模块、晶闸管（可控硅）模块、IGBT模块，当然对于小型微特电机也用集成驱动模块。

驱动电路的基本任务，就是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号，对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号，以保证器件按要求可靠导通或关断。

扩展资料：

传统的单元测试包括了驱动模块（driver） 和桩模块（stub）。驱动模块的目的很单纯，就是为了访问类库的属性和方法，来检测类库的功能是否正确；

Normal 0 0 2 fal fal fal EN-US KO X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 如果被测试模块中的函数是提供给其他函数调用的，在设计测试用例时就应该设计驱动模块（Driver）。

举例来说：驱动模块（Driver）可以通过模拟一系列用户操作行为，比如选择用户界面上的某一个选项或者按下某个按钮等，自动调用被测试模块中的函数。驱动模块（Driver）设置，使对模块的测试不必与用户界面真正交互。