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使用集成 FOC 電機控制和高級傳感器減少 EV 里程焦慮并提高安全性

2388722 2022-11-24 | pdf | 284.46KB | 次下載 | 免費

資料介紹

電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV)（通常稱為 xEV）系統(tǒng)的設(shè)計人員一直承受著每次充電可提供更多里程的壓力，以減少里程焦慮并降低車輛碳足跡。與此同時，他們需要添加更多電機、傳感器、相關(guān)電子設(shè)備、處理器和軟件，以滿足更高水平的車輛自主性、用戶功能和安全性，同時還要降低成本。電動汽車 (EV) 和混合動力電動汽車 (HEV)（通常稱為 xEV）系統(tǒng)的設(shè)計人員一直承受著每次充電可提供更多里程的壓力，以減少里程焦慮并降低車輛碳足跡。與此同時，他們需要添加更多電機、傳感器、相關(guān)電子設(shè)備、處理器和軟件，以滿足更高水平的車輛自主性、用戶功能和安全性，同時還要降低成本。用于門窗、電池冷卻風扇、散熱器風扇和泵以及其他功能的電機是一個特別棘手的問題，因為它們不僅會增加重量，而且還需要先進的控制算法，例如磁場定向控制 (FOC)，以最大限度地減少噪音和功耗，同時確保平穩(wěn)響應(yīng)。由于還需要滿足 ISO 26262 功能安全要求和 AEC-Q100 質(zhì)量標準，整個系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)變得復(fù)雜。用于門窗、電池冷卻風扇、散熱器風扇和泵以及其他功能的電機是一個特別棘手的問題，因為它們不僅會增加重量，而且還需要先進的控制算法，例如磁場定向控制 (FOC)，以最大限度地減少噪音和功耗，同時確保平穩(wěn)響應(yīng)。由于還需要滿足 ISO 26262 功能安全要求和 AEC-Q100 質(zhì)量標準，整個系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)變得復(fù)雜。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，設(shè)計人員可以求助于各種符合汽車標準的設(shè)備，這些設(shè)備提供更高級別的硬件和軟件，可以簡化各種功能的設(shè)計和集成，同時減少零件數(shù)量和整體尺寸。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，設(shè)計人員可以求助于各種符合汽車標準的設(shè)備，這些設(shè)備提供更高級別的硬件和軟件，可以簡化各種功能的設(shè)計和集成，同時減少零件數(shù)量和整體尺寸。本文討論了 EV 和 HEV 設(shè)計者面臨的問題。然后介紹并展示如何使用高度集成的 FOC 無刷直流 (BLDC) 電機控制器和相關(guān)評估板來啟動高效的 EV/HEV 電機設(shè)計。它還展示了用于監(jiān)控電流、3D 位置、速度和方向的各種傳感器，所有這些都來自一個來源本文討論了 EV 和 HEV 設(shè)計者面臨的問題。然后介紹并展示如何使用高度集成的 FOC 無刷直流 (BLDC) 電機控制器和相關(guān)評估板來啟動高效的 EV/HEV 電機設(shè)計。它還展示了用于監(jiān)控電流、3D 位置、速度和方向的各種傳感器，所有這些都來自一個來源Allegro MicroSystemsAllegro MicroSystems。。電動汽車面臨的成本、安全和里程焦慮問題電動汽車面臨的成本、安全和里程焦慮問題xEV 設(shè)計者必須解決的問題很多，包括車輛成本、安全性和可靠性——尤其是考慮到車輛自主性、每次充電的行駛里程（里程焦慮）和電池組壽命不斷提高的水平。xEV 設(shè)計者必須解決的問題很多，包括車輛成本、安全性和可靠性——尤其是考慮到車輛自主性、每次充電的行駛里程（里程焦慮）和電池組壽命不斷提高的水平。為了支持安全性和可靠性，需要滿足 ISO 26262 中定義的高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 功能要求的高級傳感器。出于成本和范圍的考慮，設(shè)計人員已轉(zhuǎn)向高達 800 伏的更高電壓電源軌以提高效率并減輕了電纜重量，同時還利用了電池組設(shè)計的改進。為了支持安全性和可靠性，需要滿足 ISO 26262 中定義的高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 功能要求的高級傳感器。出于成本和范圍的考慮，設(shè)計人員已轉(zhuǎn)向高達 800 伏的更高電壓電源軌以提高效率并減輕了電纜重量，同時還利用了電池組設(shè)計的改進。例如，更好的電池熱管理有助于延長行駛里程和延長電池壽命，而改進的 EV 和 HEV 牽引逆變器冷卻有助于提高功率和能量密度并減輕重量。例如，更好的電池熱管理有助于延長行駛里程和延長電池壽命，而改進的 EV 和 HEV 牽引逆變器冷卻有助于提高功率和能量密度并減輕重量。雖然更高水平的半導(dǎo)體設(shè)備集成能夠以更小的重量和空間實現(xiàn)更強大的功能，但必須嚴格控制必要冷卻風扇所需的 BLDC 電機以優(yōu)化效率。為實現(xiàn)這一點，在電機控制器柵極驅(qū)動器上包含先進的電機控制算法（如 FOC）非常有用。雖然更高水平的半導(dǎo)體設(shè)備集成能夠以更小的重量和空間實現(xiàn)更強大的功能，但必須嚴格控制必要冷卻風扇所需的 BLDC 電機以優(yōu)化效率。為實現(xiàn)這一點，在電機控制器柵極驅(qū)動器上包含先進的電機控制算法（如 FOC）非常有用。高性能散熱高性能散熱FOC 可使電動機在整個速度范圍內(nèi)平穩(wěn)運行，并可在啟動時產(chǎn)生全扭矩。此外，F(xiàn)OC 可以提供快速平穩(wěn)的電機加速和減速，這一功能對于高性能運動應(yīng)用中的精確控制非常有用。FOC 可用于為功率高達 500 瓦的一系列高性能 BLDC 電機開發(fā)高效、緊湊和安靜的低壓 (LV)（50 伏直流電或更低）驅(qū)動器。這些通常用于 xEV 高壓 (HV) 電池冷卻風扇，以及供暖通風和空調(diào) (HVAC) 鼓風機，以及用于 HV 牽引逆變器冷卻系統(tǒng)的液體泵（圖 1）。