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使用集成 FOC 电机控制和高级传感器减少 EV 里程焦虑并提高安全性

2388722 2022-11-24 | pdf | 284.46KB | 次下载 | 免费

资料介绍

电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV)（通常称为 xEV）系统的设计人员一直承受着每次充电可提供更多里程的压力，以减少里程焦虑并降低车辆碳足迹。与此同时，他们需要添加更多电机、传感器、相关电子设备、处理器和软件，以满足更高水平的车辆自主性、用户功能和安全性，同时还要降低成本。电动汽车 (EV) 和混合动力电动汽车 (HEV)（通常称为 xEV）系统的设计人员一直承受着每次充电可提供更多里程的压力，以减少里程焦虑并降低车辆碳足迹。与此同时，他们需要添加更多电机、传感器、相关电子设备、处理器和软件，以满足更高水平的车辆自主性、用户功能和安全性，同时还要降低成本。用于门窗、电池冷却风扇、散热器风扇和泵以及其他功能的电机是一个特别棘手的问题，因为它们不仅会增加重量，而且还需要先进的控制算法，例如磁场定向控制 (FOC)，以最大限度地减少噪音和功耗，同时确保平稳响应。由于还需要满足 ISO 26262 功能安全要求和 AEC-Q100 质量标准，整个系统设计任务变得复杂。用于门窗、电池冷却风扇、散热器风扇和泵以及其他功能的电机是一个特别棘手的问题，因为它们不仅会增加重量，而且还需要先进的控制算法，例如磁场定向控制 (FOC)，以最大限度地减少噪音和功耗，同时确保平稳响应。由于还需要满足 ISO 26262 功能安全要求和 AEC-Q100 质量标准，整个系统设计任务变得复杂。为了应对这些挑战，设计人员可以求助于各种符合汽车标准的设备，这些设备提供更高级别的硬件和软件，可以简化各种功能的设计和集成，同时减少零件数量和整体尺寸。为了应对这些挑战，设计人员可以求助于各种符合汽车标准的设备，这些设备提供更高级别的硬件和软件，可以简化各种功能的设计和集成，同时减少零件数量和整体尺寸。本文讨论了 EV 和 HEV 设计者面临的问题。然后介绍并展示如何使用高度集成的 FOC 无刷直流 (BLDC) 电机控制器和相关评估板来启动高效的 EV/HEV 电机设计。它还展示了用于监控电流、3D 位置、速度和方向的各种传感器，所有这些都来自一个来源本文讨论了 EV 和 HEV 设计者面临的问题。然后介绍并展示如何使用高度集成的 FOC 无刷直流 (BLDC) 电机控制器和相关评估板来启动高效的 EV/HEV 电机设计。它还展示了用于监控电流、3D 位置、速度和方向的各种传感器，所有这些都来自一个来源Allegro MicroSystemsAllegro MicroSystems。。电动汽车面临的成本、安全和里程焦虑问题电动汽车面临的成本、安全和里程焦虑问题xEV 设计者必须解决的问题很多，包括车辆成本、安全性和可靠性——尤其是考虑到车辆自主性、每次充电的行驶里程（里程焦虑）和电池组寿命不断提高的水平。xEV 设计者必须解决的问题很多，包括车辆成本、安全性和可靠性——尤其是考虑到车辆自主性、每次充电的行驶里程（里程焦虑）和电池组寿命不断提高的水平。为了支持安全性和可靠性，需要满足 ISO 26262 中定义的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 功能要求的高级传感器。出于成本和范围的考虑，设计人员已转向高达 800 伏的更高电压电源轨以提高效率并减轻了电缆重量，同时还利用了电池组设计的改进。为了支持安全性和可靠性，需要满足 ISO 26262 中定义的高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 功能要求的高级传感器。出于成本和范围的考虑，设计人员已转向高达 800 伏的更高电压电源轨以提高效率并减轻了电缆重量，同时还利用了电池组设计的改进。例如，更好的电池热管理有助于延长行驶里程和延长电池寿命，而改进的 EV 和 HEV 牵引逆变器冷却有助于提高功率和能量密度并减轻重量。例如，更好的电池热管理有助于延长行驶里程和延长电池寿命，而改进的 EV 和 HEV 牵引逆变器冷却有助于提高功率和能量密度并减轻重量。虽然更高水平的半导体设备集成能够以更小的重量和空间实现更强大的功能，但必须严格控制必要冷却风扇所需的 BLDC 电机以优化效率。为实现这一点，在电机控制器栅极驱动器上包含先进的电机控制算法（如 FOC）非常有用。虽然更高水平的半导体设备集成能够以更小的重量和空间实现更强大的功能，但必须严格控制必要冷却风扇所需的 BLDC 电机以优化效率。为实现这一点，在电机控制器栅极驱动器上包含先进的电机控制算法（如 FOC）非常有用。高性能散热高性能散热FOC 可使电动机在整个速度范围内平稳运行，并可在启动时产生全扭矩。此外，FOC 可以提供快速平稳的电机加速和减速，这一功能对于高性能运动应用中的精确控制非常有用。FOC 可用于为功率高达 500 瓦的一系列高性能 BLDC 电机开发高效、紧凑和安静的低压 (LV)（50 伏直流电或更低）驱动器。这些通常用于 xEV 高压 (HV) 电池冷却风扇，以及供暖通风和空调 (HVAC) 鼓风机，以及用于 HV 牵引逆变器冷却系统的液体泵（图 1）。