新能源汽车和传统的以汽油为主要驱动力的汽车的区别并不仅仅体现在能源供给上,新能源汽车代表的除了汽车能源的变革外也是电子技术的全面进步,两种不同类型的汽车的电控系统差异巨大,传统汽车将电控系统作为汽车的辅助系统,而电气传动装置则成为了新能源汽车的主要动力源,现就汽车电控系统的四大主要技术进行简述。
一、新能源汽车电机驱动控制系统概述
汽车的驱动系统主要包括机械和电器两大方面,而电器系统中又有电动机、功率转换器和控制器这三个主要组成,三者共同决定了汽车的起步速度和最高时速,是将能源直接应用于驱动的汽车中枢系统。从技术角度来看,如今的新能源汽车在在电气技术方面遇到的主要问题是直流电机散热速度不足,且发动机的店刷工作过程中会产生一定程度的电磁辐干扰,导致电控系统的控制力度短暂降低。
直流电机的散热问题本身难以解决,因此不同国家的研究者纷纷另辟蹊径,其中美国、日本和意大利等国家重点研究在新能源汽车驱动中交流发动机对直流电机的替代;我国将重点放在多态电机驱动的研发及其在汽车控制系统中的应用上。
还有国家选择通过开发永磁电机的方式全面提升新能源汽车驱动系统的性能,利用永磁电刷强化原本的直流电机,从而实现汽车的无级变速功能,应用这种技术的汽车在起步速度和速度调节方面更加灵活,更受欢迎,随着IGBT等功率模块的出现,永磁直流电机得到进一步强化,其速度调控能力再次得到增强。
二、新能源汽车电动助力转向系统EPS 概述
动力助力转向系统经过了常规液压动力转向系统、电子控制液压动力转向系统、电动助力转向系统三个发展阶段,并有继续向电子化和智能化发展的趋势。电动助力转向系统的工作原理是在机械转向系统基础上加入电机作为动力源,以电动助力代替液压助力;具有节能环保、高性能化、可控性高、重量轻、工作可靠性好、制造成本低等特点。
电动助力转向系统最先于 1988 年日本铃木公司投入应用,此后此技术得到了迅速的发展,美国和德国相继研制出各自的 EPS 系统。经过数十年的发展,EPS的各项技术都日趋成熟,在控制方式和助力方式方面得到优化,其应用范围和影响力不断扩大。我国在动力助力转向系统的研究与开发比较关注,但国内部分大学、研究机构、汽车系统公司在这方面的研究限于理论分析和仿真模拟。