电动汽车中三电控制系统核心技术详解

liuchengye · 发表于 2023-6-18 13:09:16

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[paragraph]众所周知，电动汽车属于技术密集型和资本密集型行业。汽车产业链长，涉及零部件众多，生产工艺复杂，生产设备要求高，项目开发投入较大，模具开发成本较高，汽车生产涉及的不同类别人员技术要求也比较高。当房地产行业渐渐趋于稳定时候，很多资本大佬都转向投资电动汽车或者其他新能源汽车，这个也是未来汽车的发展趋势，很多人都不希望错过这个风口。如今电动汽车发展初见成效，也确实取得喜人的成绩，所以很消费者开始青睐电动汽车，开始了解电动汽车，经常听汽车圈的朋友聊起“三电系统”，今天笔者就针对这个名词进行详细解读，“三电系统”指的是电动汽车的电机电控、动力电池、整车控制器。
目前国内电动汽车主流的电机类型主要有两种，一种是永磁同步电机，另一种是异步交流电机。两者的优缺点很明显，永磁同步电机的体积小、功率密度可以更大，峰值功率更高，控制精度更高，但是它的成本也不低。异步交流电机则是体积较大，成本较低，功率密度较低，峰值功率较低。
电机控制器则大都采用矢量控制、或者pwm控制方式，即控制PWM的占空比来控制电机的输入电流，从而控制电机的输出功率，目前电动汽车常用的电机额定功率可达到30kW，或者更高，持续峰值6分钟的功率可达到60kW，输出扭矩可达150Nm以上，基本可以满足整车的驱动需求了，很多电动汽车都具备能量回馈功能：包括刹车回馈、滑行回馈等等。
作为三电中最贵的核心器件，动力电池常用的有三元锂电池、磷酸铁锂，其中三元锂电又以单体型号为18650见长，这种圆柱形直径18高度65的电芯应用最为广泛。电池内部除了有不同模组的电芯外，还有很多路温度检测信号，单体电压检测信号，总线接触器、MSD（安全开关）、母排、连接器、pack结构、BMS（电池能量管理）系统。
其中BMS系统最为复杂，主要检测不同单体电压、温度型号，还有接收整车通讯报文，与整车进行数据交换，同时还有具备与快充桩通讯的内部CAN网络，具备与慢充通讯进行交流充电的能力。正常情况下电池应该具备绝缘检测的功能、高压互锁检测、接触器放黏连检测等安全功能，当然了整个电池都要满足IP67的设计要求。
整车控制器作为整车的“大脑”，它需要对整车的所有动作进行检测和指挥的作用，别看他是三电中体积最小的零部件，可是它干的活却一点也不少，甚至是非常忙碌，整车控制器（VCU）它需要检测整车所有ECU自检状态、能量分配、采集刹车踏板、电加速踏板、控制继电器开关、整车故障检测、整车上下电控制、故障处理等等工作。整车控制器的处理速度一般比较快，芯片运行频率可达100M以上，同时具备首发功能，具有多路电源输出口，硬件资源丰富足够整车使用。整车控制器根据踏板综合数据计算出给驱动电机的电流指令，电机控制器才会执行，其中的一些数据需要现场去标定。