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电车没它真不行!电控系统究竟是什么?
作者:admin    发布于:2022-11-24 06:28    文字:【】【】【
摘要:【卡车之家 原创】提起燃油车的三大件,不少卡友都知道是发动机变速箱车桥,而新能源车型的三大件是什么呢?那就是电机、电池和电控系统,在此前的文章中《电机还有学问?传统

  【卡车之家 原创】提起燃油车的三大件,不少卡友都知道是发动机变速箱车桥,而新能源车型的三大件是什么呢?那就是电机、电池和电控系统,在此前的文章中《电机还有学问?传统桥和直驱桥谁更香!》、《夏季高温+暴雨! 新能源卡车怕热咋办?》,我们和卡友详细的聊过新能源卡车的电池系统以及电机系统。

  而对于不少卡友而言,电控系统相比之下就会显得陌生很多,而作为新能源纯电动卡车上的重要零部件,其“职责”也非常重要。今天我们就来浅析一下新能源电动卡车中电控系统的原理以及如何保养维护。

  电控系统,全称为电机控制器,是由各个子系统所共同构成,每一个子系统一般由传感器、信号处理电路、电控单元、控制策略、执行机构、自诊断电路和指示灯组成。在不同品牌、不同类型的纯电动卡车上,电控系统的复杂程度、功能都有所区别。

  总体来看,电控系统一般包括有电池能量管理系统、制动能量回收系统、电机驱动控制系统,电动助力转向控制系统以及动力总成控制系统等等和卡车行驶相关的重要系统,部分中高端电动卡车还配有电控热管理系统。简单来说,电池给多少电、电机如何运转、制动能量如何回收,都需要电机控制器来说了算。

  要想实现以上功能,它是如何判断的呢?由电机控制器内部电子控制单元根据数据,采集电路采集到的电池状态信息以及其它相关信息,进行数据分析和处理,并形成最终的指令和信息发送到相应的功能模块。通俗一点来说,电机控制器就像的“电脑”一样,可以不断采集每个模块系统中的数据进行快速分析,然后发出指令。

  比如,一辆装配制动能量回收系统的车辆正在制动,并且打开了制动能量回收功能,这时电机控制器收到了制动能量回收系统的指令,它就可以控制电机系统,让它反转或者是不转,从而完成车辆制动能量回收。

  虽然看似新能源卡车这套逻辑非常简单,但在每个子系统中,都需要单独的一套系统予以支撑,简单理解,电机控制器就像是人的神经中枢,而各个子系统就是神经末梢,电机控制器用于汇总指令,子系统来具体执行操作。

  但从电机控制器如何控制电机这一个系统就能看出端倪,传统的控制方法是直流电机的励磁控制法与电枢电压控制法,开关磁阻电动机的角度位置控制、电流斩波控制以及电压控制。

  感应电机主要有V/F控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制等等。近几年来还出现了许多更为先进的控制方法,包括自适应控制、变结构控制、模糊控制和神经网络控制、闭环控制、鲁棒控制、滑模控制、专家系统、模型参考自适应控制、非耦合控制、交叉耦合控制以及协调控制等都适用于电机驱动。

  足以可见,虽然每家车企的电机控制器零部件、工作原理大体相同,但是其中所使用的芯片、电脑版、以及传感器等零部件,在硬件质量以及计算逻辑上仍有着不小的差距,而这些零部件也将决定电机控制器的智能化程度。此前康明斯美驰联合研发的PCAS电控系统就是一个鲜明的例子,点击详情了解《自带67种功能! 美驰PCAS电控有何秘密?》。

  这样来看,电机控制器是不是整台新能源卡车的大脑呢?其实不然,在电机控制器之上还有一个计算能力更出众,智能化程度更高的硬件系统,它就是VCU,也被称之为整车控制器(Vehicle Control Unit),它普遍被放置在驾驶台的仪表盘后方,如果你用过燃油车,VCU和燃油车上面的ECU电脑版有很多异曲同工之妙。

  整车控制器包括硬件和软件两大组成部分,它的核心软件和程序一般由VCU生产厂商所研发,而汽车零部件供应商则提供整车控制器硬件和底层驱动程序。整车控制器的硬件电路一般包括微控制器、开关量调理、模拟量调理、继电器驱动、高速CAN总线接口、电源等模块所共同组成。

  而VCU为何能被称之为“大脑”呢?VCU是实现整车控制决策的核心电子控制单元,其中一种是分布式控制采用CAN通讯方式传输数据,另外一种为集中式控制系统,而前者的优势在于采用模块化设计、复杂程度较低,但是整体的成本较高,后者的优点是系统集中、响应快、成本较低,缺点是电路复杂,并且不易散热。

  目前市面上新能源卡车采用分布式控制系统的卡车较多,这也就是为什么生产成本较高的一项原因,那么VCU可以干什么呢?先说一个最为常见的功能,VCU就像是一个电信号发出、接收器。整车控制器(VCU)发出指令,通过CAN线传输到电机控制器主板,控制器主板经过逻辑换算和确定旋变传感器的转子位置,再发信号驱动IGBT(绝缘栅双极晶体管)模块,又称智能功率模块,由IGBT(绝缘栅双极型晶体管)输出三相交流电使电机旋转。

  简单理解,当我们卡友踩下油门踏板,这时电信号会通过CAN总线优先传输到整车控制器,然后整车控制器接收到信号,随即告知电机控制器,进而让电机控制器对电池组中的高压电进行三相整合,最后驱动电机让车辆开始行驶。

  除了接收、发出加减速信号外,我们新能源卡车上的各项功能都和整车控制器相关,小到车窗升降、空调开关、车辆防盗,大到整车能量管理和优化、车辆状态的监测和显示、故障诊断与处理都隶属于VCU整车控制器的管理范围内。而VCU整车控制器本身则更像是一个功能更加强悍的ECU电脑版,被誉为系能源卡车的大脑丝毫不为过。

  作为新能源卡车上非常重要的两大系统,电机控制器以及VCU整车控制器属于非常精密的零部件,同时也是新能源卡车上实现日常使用、智能化配置的基础装备,这也就不难理解为何电机控制器和驱动电机、电池组并称为新能源卡车的“三大件”。

  我们这次主要和各位卡友讲解了关于电机控制器和VCU的基础原理,其实目前市面上各大制造商对于电控以及VCU都各有所长,那么在续的文章中我们也将会陆续对比这些零部件之间的具体差别,同时在我们卡友日常用车中也会遇到挂挡不走、故障码频出等比较棘手的问题,接下来我们会全面走进新能源卡车的世界,带你看看这些故障背后的问题。(文/杨昊)

标签: 电动机系
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