新能源汽车

据中国汽车工业协会最新统计显示,截至2021年5月底,我国新能源汽车保有量约580万辆,约占全球新能源汽车总量的50%。

1至5月,我国新能源汽车产销分别完成96.7万辆和95万辆,同比均增长2.2倍,市场渗透率达到8.7%,增长势头强劲。

2014年以来,我国新能源汽车产业迅速发展,各地政府推行支持政策,新能源汽车企业也如雨后春笋般涌现出来。

根据中国汽车工业协会统计数据显示,2014-2020年,短短数年,我国新能源汽车销量从7.5万辆飞跃上升至136.7万辆。而新能源汽车产销量更是连续6年位居全球第一,累计销量超过550万辆。

汽车充电产业与新能源汽车产业相伴而生,其市场同样十分庞大。据报道,截至今年4月,全国已累计建设充电站6.5万座、换电站644座,各类充电桩187万个,建成覆盖176个城市、超过5万公里的高速公路快充网络。中国充电产业规模居世界前列。

从新能源汽车企业销售情况来看,根据TrendForce集邦咨询研究显示,2021年第一季全球新能源车(NEV;仅含纯电动和插电混合式,不含油电混合式)共计销售109万辆,其中纯电动车(BEV)销售量达75万辆,年增153%;插电混合式电动车(PHEV)则销售34万辆,年增128%。

“全球第一!我国新能源汽车数量约占世界一半"

我国第一季纯电动车市占居全球之首,部分品牌排名也因此向前,除了长期稳居冠军的特斯拉以外,我国自有品牌五菱宏光、比亚迪、欧拉也在前五大拿下三席。

TrendForce集邦咨询认为,国内品牌因具备市场广大的优势,电商于大型购物节庆如双品网购节卖车等策略,且政府自今年三月起便积极落实如新能源车下乡等政策以支持销量。

据人民日报报道,预测今后5至8年,我国将有大量国Ⅳ标准及以下的在用车辆逐步面临淘汰替换,给新能源汽车市场带来较大的发展空间。未来5年电动汽车产销增速预计将保持在40%以上。

文稿来源:拓墣产业研究,Amber

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MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU的车辆行驶控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。

MCU的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当(参数设定通过CAN通讯或仿真器进行设定),导致MCU不能正常工作的现象,因此,必须对相关的参数进行正确的设定。

1、控制方式:

即速度控制、转距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。

2、最低运行频率:

即驱动电机运行的最小转速,驱动电机在低转速下运行时,其散热性能很差(风冷型),电机长时间运行在低转速下,会导致驱动电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。

3、最高运行频率:

一般的MCU最大频率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高频率将使驱动电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。

4、载波频率:

载波频率设置的越高,其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热,IGBT发热等因素是密切相关的。

5、电机参数:

MCU在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从驱动电机铭牌中直接得到。

6、跳频:

在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点(空调压缩机)。

7、加减速时间

加速时间就是输出频率从 0 上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在驱动电机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。

加速时间设定要求:将加速电流限制在MCU过电流容量以下,不使过流失速而引起高压系统断电保护;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使高压系统断电保护。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停驱动电机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。

8、转矩提升

又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围 f/V 增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使驱动电机加速顺利进行。根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现驱动电机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。

9、电子热过载保护

本功能为保护电动机过热而设置,它是MCU内 CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于 “ 一拖一 ” 场合。

电子热保护设定值 (%)=[ 电动机额定电流 (A)/ MCU额定输出电流 (A)]×100% 。

10、频率限制

即MCU输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,将MCU上限频率设定为某一频率值,这样就可使最高车速在一个固定、较低的工作速度上。

11、转矩限制

可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据MCU输出电压和电流值,经 CPU 进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证驱动电机按照转矩设定值自动加速和减速。

驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起高压系统断电保护。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为 80 ~ 100% 较妥。

制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为 0% ,可使加到主电容器的再生总量接近于 0 ,从而使驱动电机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会过压保护。但在有的负载上,如制动转矩设定为 0% 时,减速时会出现短暂空转现象,造成MCU反复起动,电流大幅度波动,严重时会使MCU报故障,应引起注意。

来源:中国汽车工程师之家
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MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU的车辆行驶控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。

MCU的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当(参数设定通过CAN通讯或仿真器进行设定),导致MCU不能正常工作的现象,因此,必须对相关的参数进行正确的设定。

1. 控制方式:

即速度控制、转距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。

2. 最低运行频率:

即驱动电机运行的最小转速,驱动电机在低转速下运行时,其散热性能很差(风冷型),电机长时间运行在低转速下,会导致驱动电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。

3. 最高运行频率:

一般的MCU最大频率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高频率将使驱动电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。

4. 载波频率:

载波频率设置的越高,其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热,IGBT发热等因素是密切相关的。

5. 电机参数:

MCU在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从驱动电机铭牌中直接得到。

6. 跳频:

在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点(空调压缩机)。

7. 加减速时间

加速时间就是输出频率从 0 上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在驱动电机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。

加速时间设定要求:将加速电流限制在MCU过电流容量以下,不使过流失速而引起高压系统断电保护;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使高压系统断电保护。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停驱动电机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。

8. 转矩提升

又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围 f/V 增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使驱动电机加速顺利进行。根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现驱动电机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。

9. 电子热过载保护

本功能为保护电动机过热而设置,它是MCU内 CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于 “ 一拖一 ” 场合。

电子热保护设定值 (%)=[ 电动机额定电流 (A)/ MCU额定输出电流 (A)]×100% 。

10. 频率限制

即MCU输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,将MCU上限频率设定为某一频率值,这样就可使最高车速在一个固定、较低的工作速度上。

11. 转矩限制

可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据MCU输出电压和电流值,经 CPU 进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证驱动电机按照转矩设定值自动加速和减速。

驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起高压系统断电保护。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为 80 ~ 100% 较妥。

制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为 0% ,可使加到主电容器的再生总量接近于 0 ,从而使驱动电机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会过压保护。但在有的负载上,如制动转矩设定为 0% 时,减速时会出现短暂空转现象,造成MCU反复起动,电流大幅度波动,严重时会使MCU报故障,应引起注意。

来源:汽车技研
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MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元,通过接收VCU的车辆行驶控制指令,控制电动机输出指定的扭矩和转速,驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时,MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。

  MCU的设定参数较多,每个参数均有一定的选择范围,使用中常常遇到因个别参数设置不当(参数设定通过CAN通讯或仿真器进行设定),导致MCU不能正常工作的现象,因此,必须对相关的参数进行正确的设定。

  1.控制方式:

  即速度控制、转距控制、 PID 控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根据控制精度进行静态或动态辨识。

  2.最低运行频率:

  即驱动电机运行的最小转速,驱动电机在低转速下运行时,其散热性能很差(风冷型),电机长时间运行在低转速下,会导致驱动电机烧毁。而且低速时,其电缆中的电流也会增大,也会导致电缆发热。

  3.最高运行频率:

  一般的MCU最大频率到 60Hz ,有的甚至到 400 Hz ,高频率将使驱动电机高速运转,这对普通电机来说,其轴承不能长时间的超额定转速运行,电机的转子是否能承受这样的离心力。

  4.载波频率:

  载波频率设置的越高,其高次谐波分量越大,这和电缆的长度,电机发热,电缆发热,IGBT发热等因素是密切相关的。

  5.电机参数:

  MCU在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率,这些参数可以从驱动电机铭牌中直接得到。

  6.跳频:

  在某个频率点上,有可能会发生共振现象,特别在整个装置比较高时;在控制压缩机时,要避免压缩机的喘振点(空调压缩机)。

  7.加减速时间

  加速时间就是输出频率从 0 上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在驱动电机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流,减速时则限制下降率以防止过电压。

  加速时间设定要求:将加速电流限制在MCU过电流容量以下,不使过流失速而引起高压系统断电保护;减速时间设定要点是:防止平滑电路电压过大,不使再生过压失速而使高压系统断电保护。加减速时间可根据负载计算出来,但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间,通过起、停驱动电机观察有无过电流、过电压报警;然后将加减速设定时间逐渐缩短,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。

  8.转矩提升

  又叫转矩补偿,是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低,而把低频率范围 f/V 增大的方法。设定为自动时,可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩,使驱动电机加速顺利进行。根据负载特性,尤其是负载的起动特性,通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载,如选择不当会出现低速时的输出电压过高,而浪费电能的现象,甚至还会出现驱动电机带负载起动时电流大,而转速上不去的现象。

  9.电子热过载保护

  本功能为保护电动机过热而设置,它是MCU内 CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升,从而进行过热保护。本功能只适用于 “ 一拖一 ” 场合。

  电子热保护设定值 (%)=[ 电动机额定电流 (A)/ MCU额定输出电流 (A)]×100% 。

  10.频率限制

  即MCU输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障,而引起输出频率的过高或过低,以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用,将MCU上限频率设定为某一频率值,这样就可使最高车速在一个固定、较低的工作速度上。

  11.转矩限制

  可为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据MCU输出电压和电流值,经 CPU 进行转矩计算,其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时,也能保证驱动电机按照转矩设定值自动加速和减速。

  驱动转矩功能提供了强大的起动转矩,在稳态运转时,转矩功能将控制电动机转差,而将电动机转矩限制在最大设定值内,当负载转矩突然增大时,甚至在加速时间设定过短时,也不会引起高压系统断电保护。在加速时间设定过短时,电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利,以设置为 80 ~ 100% 较妥。

  制动转矩设定数值越小,其制动力越大,适合急加减速的场合,如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为 0% ,可使加到主电容器的再生总量接近于 0 ,从而使驱动电机在减速时,不使用制动电阻也能减速至停转而不会过压保护。但在有的负载上,如制动转矩设定为 0% 时,减速时会出现短暂空转现象,造成MCU反复起动,电流大幅度波动,严重时会使MCU报故障,应引起注意。

来源:汽车技研

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