电气工程师的智慧探秘揭秘电动汽车电机电控技术的奥秘
当电能被转化为机械能时,电机展现出其作为电动机的工作特性;当机械能被转化为电能时,同样地,它表现出发电机的工作特性。所谓“电机”,其名称便源于它能够将电能与机械能之间进行高效的相互转换。在新能源汽车领域,这项技术至关重要,因为大部分车辆在刹车制动期间会将机械能转化为电能,并通过发动机回馈到储存池中充电。一个典型的永磁同步式直流(DC)-交流(AC)变频驱动系统由几个关键组成部分构成:转子、定子绕组、速度传感器以及外壳和冷却系统。此外,还有控制单元,即执行对高压零件进行控制的核心部件。
永磁同步式直流-交流变频驱动系统利用了永磁体来增强性能并提高效率,而同步则意味着转子的旋转速率与定子绕组产生的旋涡场频率保持一致。这使得通过精确控制定子绕组输入到的交流波形,可以准确调节车辆速度。然而,要实现这一点,就需要解决如何有效调节这些波形的问题。
由于它们具有较高功率密度和较低成本,异步式直流-交流变频驱动系统也在许多应用中得到了广泛使用,如特斯拉所采用的设计。此外,轮毂内置式直流-交流变频驱动系统还提供了一种全新的设计概念,将所有必要的部件都集成到轮毂内部,从而简化了整个车辆结构,并减少了重量。
在实际操作中,电子控制单元扮演着关键角色,它不仅负责管理高速设备,而且还负责监控和调整各种参数以保证最佳性能。在逆变过程中,该单元必须处理来自主蓄放电池的一次脉冲信号,然后将其翻译成三相交流信号,以供适配引擎或其他相关设备使用。而整流过程则相反,将从公共供给网络获取的三相交替信号直接送入蓄放泵,以便再次充满蓄放泵中的化学物质。此外,该单元还用于管理多个不同的辅助功能,如温度检测、油温监测等,以确保安全运行。