新能源汽车控制器工作原理_新能源汽车控制

1.新能源汽车电驱系统标准解读与拓展：转速控制

2.新能源汽车驱动电机控制系统的组成是什么

3.新能源汽车电子控制系统有哪些

4.新能源车的电机电控？

5.新能源汽车的再生制动控制系统是什么？它的工作原理是什么？

6.混动新能源汽车驱动电机控制器功能?

新能源汽车的工作原理是什么样的

新能源汽车分为电动汽车和混合动力汽车两种，它们的工作原理有所不同。

电动汽车(Electric Vehicle, EV)是以电池组为动力源，通过电动机将电能转换为机械能驱动车辆前进，属于纯电动驱动系统(EDS)。电动汽车的动力系统主要包含电动机、电控系统和电池。电池组是电动汽车的能量来源，电控系统控制电池的充放电，以及控制电动机的启停、转向等功能，同时还要自动控制电机的转速和输出扭矩大小。

与纯电动汽车不同，混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle, HEV)是一种同时搭载内燃机和电动机，两种动力系统相互协同工作的汽车。HEV系统包含内燃机、电动机、电控系统和能量存储系统。内燃机可以通过燃油转化为机械能，同时也可以为电动机提供电能，电动机主要负责内燃机动力输出和启动，能量存储系统包括电池和超级电容等，用来储存电能和回收制动能量。

无论是电动车还是混合动力车，它们的动力系统都以电能为主要的驱动能源，既无排气，又是低公害，是推进清洁能源交通的重要载体之一。

新能源汽车电驱系统标准解读与拓展：转速控制

太平洋汽车网新能源汽车整车带有高压电的零部件有动力电池，驱动电机，高压配电箱（PDU），电动压缩机，DC/DC，OBC，PTC，高压线束等，这些部件组成了整车的高压系统，其中动力电池，驱动电机，高压控制系统为纯电动汽车上的三大核心部件。

高压系统的组成在电动汽车上，整车带有高压电的零部件有动力电池，驱动电机，高压配电箱（PDU），电动压缩机，DC/DC，OBC，PTC，高压线束等，这些部件组成了整车的高压系统，其中动力电池，驱动电机，高压控制系统为纯电动汽车上的三大核心部件。

1.电池包与动力电池管理系统BMS与传统的燃油车不同，新能源电动车的整车动力来源是动力电池，而不是发动机。因为，纯电动汽车直接使用电能，不需传统燃油车一样，将燃料燃烧，将产生的排放物排进大气，也因此，为了减少环境污染，新能源汽车的发展是国家积极扶持的。

动力电池的电压一般为100~400V的高压，其输出电流能够达到300A。动力电池的容量的大小直接影响到整车的续航里程，同时也直接影响到充电时间与充电效率。目前锂离子动力电池是主流，受目前技术的影响，当前绝大部的汽车均用锂离子动力电池。

特斯拉电池包

2.驱动电机与电机控制器MCU电机控制器MCU将高压直流电转为交流电，并与整车上其他模块进行信号交互，实现对驱动电机的有效控制。

驱动电机将电能转化为机械能，驱动汽车行驶。与传统燃油车的发动机将燃料燃烧的化学能转为机械能不同，其工作效率更高，能达到85%以上，故相比传统汽车，其能量利用率更高，能够减少的浪费。

3.高压配电盒（PDU）高压配电盒是整车高压电的一个电源分配的装置，类似于低压电路系统中的电器保险盒。高压保险盒PDU（PowerDistributionUnit）是由很多高压继电器，高压保险丝组成，它内部还有相关的芯片，以便同相关模块实现信号通信，确保整车高压用电安全。

某品牌的高压配电盒

4.车载充电器OBCOBC（OnBoardCharge）是一个将交流电转为直流电的装置。因为电池包是一个高压直流电源，当使用交流电进行充电的时候，交流电不能直接被电池包进行电量储存，因此需要OBC装置，将高压交流电转为高压直流电，从而给动力电池进行充电。

5.DC/DC在新能源汽车上，DC/DC是一个将高压直流电转为低压直流电的装置。新能源汽车上没有发动机，整车用电的来源也不再是发电机和蓄电池，而是动力电池和蓄电池。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源汽车驱动电机控制系统的组成是什么

本文为臭皮匠试验室观点。转载请请注明出处。

导语：我们已经讨论过电动汽车动力总成中的转矩控制，根据静态特性与动态特性，分别对转矩控制精度和转矩响应时间进行分析，在GB/T18488中有一标准定义与之很像，就是转速控制。转速控制影响了电动车的驾驶性与舒适性，它与转矩控制是怎么联系的呢？究竟怎么评估转速控制？如何测试？为什么要用转速控制呢？

带着这些问题，我们会结合相关标准从以下进行解读：

1.?转速控制相关指标

2.?转速控制相关测试

3.?转速控制方式与应用

1.?转速控制相关指标

在《GB/T?18488.1-2015-电动汽车用电机及其控制器第1部分-技术条件》3.10和3.12中分别给出了转速控制的相关指标：

解读：以一个典型响应为例，看一下转速控制的响应历程，找到响应的标准定义：

其中，Spd_Req为需求转速，Spd_Real为实际转速，T0时刻系统接收到请求转速的指令信息，经过一段延迟时间T_Delay，实际转速达到需求转速的10%，再经过一定的上升时间T_Rise，实际转速达到需求转速的90%，转速再上升到最大值随后减小（其中，最大值与最小值之间是转速动态偏差Spd_Dynamic_Dev)，就这样实际转速沿着需求转速上下波动，经过T_Dyn，到达T1时刻，实际转速的波动范围到达容差范围内，这个容差范围也就是转速静态误差Trq_Steady_Dev，根据静态误差，可以算出偏差的百分比，这个过程中转速响应时间为T_Delay+T_Rise+T_Dyn。

通常，对具有转速控制功能的驱动电机系统，转速控制精度应按转速范围分段定义，如<±20rpm@<2000rpm，<±1%@≥2000rpm。但是，对于转速响应时间，按照测试标准，通常在无负载的情况下定义（下一节会说明），驱动电机从静止上升至额定转速的响应时间不高于100ms，但应根据实际整车功能设计，提出更好的带负载测试的标准要求。

2.?转速控制相关测试

《GB/T?18488.2-2015-电动汽车用电机及其控制器第2部分-实验方法》7.3.1和7.4.1?中分别具体地写明了转速控制精度与转速响应时间测试的方法：

解读：重点已经标出，测试标准中设定的条件都是在空载的情况下，如果转速控制器只在这种情况下进行参数校正，不考虑带负载的情况，显然是不充分的。转速控制是电机控制必有的功能，不过现阶段极少使用，还有待开发利用，整车应根据转速控制功能开启的不同场景，进行严格定义，考虑不同电压、电流、转速、温度下更完善的测试。

3.?转速控制方式与应用

在之前的"转矩控制"文章中，已经对基于矢量控制的转矩控制框图进行过介绍，在这个框图的基础上，我们再加上转速控制环：

可以看出，转矩控制其实是转速控制的内环，需求转速与实际电机转速做比较，转速差给转速控制器，得到需求扭矩，进入扭矩控制环，对电机进行控制，实际转速通过旋变得到，形成转速控制闭环。显而易见，由于转速环相对于扭矩环更大一些，速度环同样是通过扭矩控制来实现，因此响应时间也会较长一些。

通常转速控制器为PI控制器，控制器参数需要根据转速的控制精度与响应时间进行校正，不考虑内环的影响，这个转速控制器的设计决定了转速控制的性能。

在纯电动车上，考虑到电机特性和单挡减速器的应用，较扭矩控制而言，转速控制应用较少；但对于多档位的混动车，控制目标不仅仅是要实现多大的扭矩，而且要实现某特定的同步转速，此时就要进入速度环，根据换挡策略实现换挡。

同时，在某些特定情形下，这个功能的可玩性还是有的，如定速巡航，在高速运行区间计算整车所需的扭矩范围，针对这个负扭矩，对转速控制器进行调教；如打滑控制，在冰面或者雨后路面，MCU结合ESP相关信号，做出最优的转速控制策略，防止失速；如上下坡，通过转速控制限速等，可以集成很多整车控制器的功能。

4.?结束语

转矩控制是转速控制的一环，影响转矩控制的因素同样也影响着转速控制。目前大部分纯电动车对转速控制功能很少使用，也没有严格要求，但是笔者认为这个功能需求在电动车不断发展的时代会不断强化，在扭矩控制参数设定好的基础上，针对不用的应用场景对转速控制器进行参数调校，提高驾驶的舒适性与操控性。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

新能源汽车电子控制系统有哪些

太平洋汽车网电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成，还包括高压电线、信号线和冷却系统。

新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成，主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。

控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成，其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。电机驱动系统主要部件、储能装置以及电机之间的关系。

新能源汽车电机驱动系统框图功率变换器包括直流变换器和交流变换器，直流变换器用于驱动直流电机，直流变换器用于驱动交流电机。功率变换器是由大功率、快速响应的半导体器件组成。电机驱动系统的电力电子电路中的固态器件的作用是作为通或断的电子开关将恒定电压变换为可变频、可变压的电源。

所有的功率器件都有一个控制输入门极（或栅极或基极）功率器件根据控制器输出的控制信号导通或者关断。在过去的20多年，功率半导体技术迅猛发展，使得直流和交流电机驱动系统朝着小型、高效和可靠的方向快速发展。在纯电动汽车及混合动力汽车电机驱动系统中，最常用的功率器件是IGBT。IGBT的电压、电流范围以及开关频率完全满足电驱动系统的要求。

DC/DC及DC/AC变换器的作用新能源汽车驱动系统控制器管理和处理系统信息以控制电驱动系统的功率流向。控制器根据驾驶员的输入指令进行动作，同时要遵循电机的控制算法。经过几十年的发展，各种电机都有很多种控制算法。在这些控制算法中，有些是用于高性能驱动系统的，另外一些是用于要求较低的调速驱动系统。

电力牵引用的电驱动系统需要响应快、效率高，因此其被归类为高性能驱动系统的范畴。这些电机驱动系统控制算法是计算密集型的，需要快速的处理器及相当多的反馈信号接口。现在的处理器基本都是数字信号处理器，取代了原来的模拟信号处理器。

与模拟信号处理器相比，数字信号处理器不仅可以降低漂移和误差，同时短时间内处理复杂算法的能力方面性能也有了较大的提高。控制器实际上是一个嵌入式系统，其中微处理器、数字信号处理器通过接口电子模块进行信号处理。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

新能源车的电机电控？

在新能源汽车电控系统设计基础上，新能源汽车整车电控系统又分为高压电控系统和低压电控系统两个部分。第一，在新能源汽车上，高电压的部件有动力电池、高压配电盒PDU、OBC车载充电机、DC/DC变换器、线束，这些部件构成了车辆的高压系统。第二，OBC车载充电机、DC/DC变换器和高压配电盒PDU是新能源汽车的三大核心部件。第三，OBC车载充电机用了国际先进的LLC谐振调频技术、全数字控制技术、高速DSP处理器编程控制技术、软开关技术、CAN2.0B通信协议、有源功率因数校正PFC技术等技术生产。拥有高效率、高功率密度、高可靠性、高稳定性、体积小、安全性高、绿色电网、安装方便、智能化等核心优势！

新能源汽车的再生制动控制系统是什么？它的工作原理是什么？

一、电池

电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。由于车上还有一块或者两块低压电池，为了区分，将高压电池称为动力电池，这也是行业术语。与传统汽车的油箱作用类似，作为新能源汽车的“能量”来源，动力电池系统通常由电芯、电池组、电池管理系统、冷却系统、高低压线束、保护外壳、其它结构件等构成。

二、电驱

电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成本。电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。转子即新能源汽车的主驱动电机，它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转，正转即为向前行驶，反转即为倒车。

新能源汽车在正转加速行驶过程中，电机为负扭矩，扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。当扭矩产生误差时，需要电机来完成的新能源汽车加速，里程数则转变为需要消耗同等能量的电池来完成，而电池的成本相比电机较大，因此新能源汽车电机的效率和性能至关重要。目前汽车专用点击驱动系主要有三类：直流点击驱动系、永磁同步电机驱动系、交流感应点击驱动系。

三、电控

新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。同时，电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。

电控方面，对于一般的主机厂来说，真正掌握的只有整车控制器，新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大，它的成熟度也比较高。

此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。

混动新能源汽车驱动电机控制器功能?

一、再生制动控制系统的定义

再生制动控制也称为反馈制动控制。当新能源汽车的电机转速降低时，汽车的一部分动能转化为电能，储存在电池等存储装置中，增加汽车的行驶里程。当电机转速下降到电磁制动不再可用，储能单元充满电时，再生制动不再有效，所需制动力由传统液压制动系统提供。新能源汽车再生制动系统由带再生制动信息的组合仪表、带伺服传感器的制动踏板、电动伺服制动动能电路控制器和调节器组成。

二、再生制动系统的工作原理

再生制动技术的核心功能是电动伺服制动。其工作原理分为以下几种情况

首先在非工作状态下，即驾驶员不踩油门，MCV阀打开，上制动液管路与下制动液管路连接，PESV阀关闭。因此，PFS不向制动系统反馈液压，运行控制中心不向电机发送指令，制动液管路处于自由状态。

其次，在正常制动时，即驾驶员踩下踏板时，踏板同时移动并推动操作系统的液压缸，pfsv阀打开，制动液充满PFS并建立制动。在ECU的指令下，PFS将液压反馈给自动操作系统。该反馈力作用在踏板上，形成对应于驾驶员制动意图和踏板力的踏板反作用力。踏板反作用力是为了让驾驶员不觉得刹车过大。同时，关闭MCV阀，切断制动液管路的上下流动。电机驱动制动总泵的活塞按照指令正转的要求运动，从而建立起制动液从制动总泵到制动管路再到轮缸的液压，从而完成车辆的制动盘夹紧力。在再生协调中，即制动中间阶段的零压再生制动中，在能量回收过程中，主缸指向主缸，液压使主缸的活塞运动，然后将部分制动力传递给电机。电机在力的作用下反向运动，实现将液压能转化为电能的目的。

最后，当电动伺服制动器出现故障时，电机停止工作，电机无法建立制动总泵和制动管的液压。然后，MCV阀打开，以实现低液压管理。驾驶员踩下踏板驱动BOS活塞，通过液压制动建立液压制动管至tmoc，从而达到制动效果。

混动新能源汽车的驱动电机控制器主要有以下功能：

能量管理：控制车辆能量的流动，包括电池充放电、发动机启停和装置的控制等。

电机驱动：控制电动机的转速和转矩，使车辆能够在不同的工况下获得最佳的动力性能和能效。

制动力控制：控制电机的回馈力矩，实现电机制动和能量回收。

发动机控制：控制发动机启停、转速和转矩，实现能量回收和动力。

故障诊断：对驱动电机系统进行监控和诊断，实时检测故障，提高系统的可靠性和安全性。

通信接口：与车辆控制系统、电池管理系统等其他系统进行通信和数据交互，实现整车系统的协同控制。

其他功能：包括温度控制、噪音控制、防水防尘等。

总之，混动新能源汽车的驱动电机控制器是整车系统中非常重要的部分，它的功能和性能直接影响到车辆的动力性能、能效、安全性等方面。

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