电动汽车电驱动技术100问
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问题7 电动汽车电驱动系统的发展趋势是什么?

从国际研发的方向来看,由于受到车辆空间限制和使用环境的约束,电动汽车要求电驱动系统:

①有更高的性能。低速大转矩、宽恒功率区、电机驱动系统效率达到80%及以上的区域要大于50%,以及高功率密度等。

②耐受环境温度范围更高(冷却液入口温度>105℃)。

③能经受高强度的振动,结构坚固,体积小,重量轻,良好的环境适应性和高可靠性。

④成本更低等。

为满足以上严格甚至苛刻的要求,车用电驱动系统技术的发展趋势可以归纳为永磁化、数字化和集成化。永磁同步电机驱动系统以其高功率密度、高效率等优势,成为发展电动汽车电驱动系统必须重点研究的关键技术之一。

电动汽车用电机驱动系统技术的发展趋势基本可以归纳为永磁化、数字化和集成化。

1.永磁化

永磁电机具有效率高、比功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。采用矢量控制的变频调速系统,可使永磁电机具有宽广的调速范围。因此,电机的永磁化成为电驱动技术的重要发展方向之一。

2.数字化

数字化不仅包括驱动控制的数字化、驱动到数控系统接口的数字化,而且还应该包括测量单元的数字化。随着微电子学及计算机技术的发展,高速、高集成度、低成本的微机专用芯片以及DSP等的问世及商品化,使得全数字的控制系统成为可能。用软件最大限度地代替硬件,除完成要求的控制功能外,还具有保护、故障监控、自诊断等其他功能。全数字化是电动汽车控制乃至交流传动系统的重要发展方向之一。

3.集成化

电驱动系统的集成化主要包括两个方面:

①电机+发动机总成或电机+变速器的集成,电驱动技术向着集成化的方向发展有利于减小整个系统的质量和体积,并可以有效地降低系统的制造成本。

②电力电子集成,包括功能集成(包括多逆变+DC/DC变换器+电池管理+整车控制)、物理集成(功率模块、驱动电路、无源器件、控制电路、传感器、电源等)、应用Trench+FS IGBT等新器件,基于单片集成、混合集成和系统集成技术达到高度集成。