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新能源汽车热管理的多电机控制方案?


时间: 2024-02-04 15:48:38

作者: 半岛官网入口网页版

  汽车热管理系统就是对汽车进行温控和冷却,用来保证汽车各零部件以及驾驶舱内处于适宜的温度范围。在新能源汽车上主要体现在电池系统、电驱系统和空调系统的温度控制上,而各回路系统的水泵作为能量流动的重要角色,因此,做到对三个水泵的灵活控制显得很重要。

  随着低碳经济的提出和节能减排的号召,“新能源”慢慢的变成了当今社会的热点话题,在新能源汽车上更是对车内能源利用率提出了更高的要求,大多数表现在实现各回路热量与冷量需求的内部匹配。新能源电动汽车热管理已成为保障车辆宽温域环境适应能力、电池热安全和乘员舱热舒适性等方面的关键技术,同时也对电动汽车的能耗,特别是高低温度的环境下的整车能耗有着显著影响。随着车辆电气化和智能化的加快速度进行发展,与传统汽车相比,电动汽车热管理技术和发展路线在动力系统、空调系统等子热力系统和整车层面都呈现出了明显的差异和巨大的进步。

  汽车在行驶工作时,其内部会产生大量的热量,而热管理系统便是负责汽车内部热量的产生和传输等问题,将车内热量控制在合适的范围内,防止高温引起汽车故障。

  图1汽车热管理构成 传统燃油汽车的热管理系统,基本围绕其动力系统展开,最重要的包含发动机冷却系统和主要利用发动机余热和动力进行制热/制冷的空调系统。 对于新能源的热管理系统,需要具备更复杂的系统,更高的成本,比如相较传统燃油车,多了电池、电驱电器件,就要多一套的电池冷却系统,和增加电动电器件的冷却系统。新能源汽车热管理系统包括电池热管理、电机电控热管理和空调热管理。

  动力电池能完全发挥性能的温度范围通常为 0℃~40℃。温度过低,电池充放电功率性能直线下降,整车表现出动力不足、续航缩减;温度过高会产生电池热失控风险,威胁整车安全。电池的散热方式主要有风冷式、液冷式和直冷式。随电池的单位体积内的包含的能量提升,直冷已经满足不了散热需求了,而液体的比热容比空气高,液冷式比风冷式散热效果更加好,使得液冷成为主流趋势。

  电机和电控是新能源汽车一大发热源。温度控制带来最佳性能体验,电机电控零部件产生高温影响性能,需通过冷却循环及时散热,电机电控零部件工作时产生的热量若不及时散去会使其性能和寿命下降。

  电动汽车空调系统主要负责汽车乘员舱的热管理,从而为司乘人员提供舒适的驾驶乘坐环境,进而保障驾驶员的安全驾驶。 当前电动汽车主要是采用的空调系统为压缩式单冷空调和电加热器的组合,这种空调系统技术成熟,与燃油车差别不大。目前主要使用的是PTC空调和热泵空调。

  目前传统车热管理方案已经较为成熟,传统内燃机汽车可通过发动机的余热进行采暖。在电动汽车发展的初期,各系统的热管理功能独立,纯电动汽车的空调系统工作所需能量均来自动力电池,无法利用内燃机余热进行乘员舱的加热,主要是依靠高压PTC 进行供暖,在冬季环境中,会大量消耗电池的电量,缩短续驶里程。这样的分散式热管理系统部件众多,体积及质量大,缺乏对整车热量的统一管理,热管理效率较低,系统成本高,但结构相对比较简单,系统控制简单。 在电动汽车续驶和整车能耗的压力下,随着电动汽车开发技术的进化,具备更低热管理能耗、更宽工作温域、更低系统成本和更紧凑的系统结构的一体化集成热管理系统成为电动汽车的大势所趋。该设计对三大系统产生的热量进行统一的管理,从而大幅度提高车辆整车的热管理效率,采用更高效的热泵空调代替PTC作为主要热源,并采用电机余热回收或电机发热等作为补充热源来拓展工作温域。将各系统的加热功能、冷却功能集成化,而非分散式热源。将冷却管路、控制阀、水泵、膨胀壶等辅助系统部件集成使结构更紧凑。与零散的系统相比可以明显降低热管理系统整体所占用的空间和重量。 集成式管理系统可大幅度降低能量损耗,直接提升续航里程,国外厂商已经有6年的验证搭载周期,目前装载率仅10%,产业升级趋势明确。

  新能源汽车热管理系统核心零部件:换热器 Chiller、电池冷却板、电子膨胀阀、电子水泵、水暖 PTC、电动压缩机、冷凝器、风扇、电子膨胀阀、蒸发器等。其中水泵是整套系统的心脏,驱动液体在三个系统中流动、交换能量。

  图2新能源车热管理构成 在这套系统中,水泵几乎是一直在工作的,因其工作特性,需要工作寿命长且兼顾效率高、噪音低、振动小、质量小等特点。使用FOC算法控制无刷电机,能满足市场需求。在这套系统中,为确保各个系统的液体流通,需要三个水泵,分别负责每一路液体传输的动力来源。对于水泵的驱动和控制,早期方案是单个MCU驱动一个水泵,各个水泵控制是独立分开的,机车控制中心需要对三个MCU进行数据交互,才能完成对水泵的有效控制,导致对整个热管理系统数据管理是十分复杂的,并且其后期OTA也是复杂的。 现在推出S32K3多电机控制方案,单个S32K3 MCU就可控制3个水泵,更方便对其来管理,后期OTA也更简单,同时S32K3在安全方面的性能比S32K1更加可靠。

  只要用户对新能源汽车还有电池续航、舒适度、电池快充等需求,集成式热管理的重要性进一步强化,是未来新能源汽车热管理的关键趋势。立功科技可提供多电机控制方案,助力集成式热管理系统开发。

  比亚迪发布了重要的公告,和丰田达成协议,这其实从某一些程度上来看,也是随着汽车产业进入淘汰赛阶段,各个自主品牌开始把供应商体系和自己的整车业务进行分拆。从长久来看,随市场的压缩,各个企业的利润的压缩,如下所示: 从某一种意义上来说,高营收是在整车业务的基础上往上衍生,把大量的资金进入竞争力不足但是整车需要的部分,但是对应的利润确实没反映出来。某一种意义上比亚迪封闭性垂直整合劣势,就是资金效率不高,时间久了投入和产出并不成正比,明明可以在市场上获取的,自己要更多的资源来做,选择并不是最优的。以电池业务为例,在高速发展期由于自己的技术路线选择和高单位体积内的包含的能量的技术路线有点差异,让宁德时代有了发展壮大和国内外汽车企业做朋友的机会,大量外部客户

  我们在城市出行的时候,都会觉得电动汽车好处还是很多的,作为代步工具的它,也能够很好的完成自己的使命。现在大城市慢慢的变多的小区有电动汽车专用车位,可以每时每刻充电。当然这只是一种配套服务,真要用起来可能一个星期才用充一次电,这也跟现在电动汽车的续航能力有直接的关系。 很多人也禁不住为新能源汽车叫好,觉得很快就可以取代燃油汽车。不过我们却发现似乎还是我们国内非常热闹,在欧洲那些老牌汽车企业,在电动汽车行业并没有我们脚步迈得大。这是怎么回事呢,难道说现在的新能源汽车只有我们也可以看到它的前景,那些企业都过于保守吗? 其实我们想想,问题也许并没这么简单。当我们在研究是不是应该全国范围内建议新能源充电桩的配套时,那么多的欧洲

  选择混动还是纯电动的好? /

  4月19日消息,针对近期新能源汽车和动力电池疯狂涨价的问题,工信部也作出了相关回应。 据“中国网”报道,工信部新闻发言人罗俊杰在会上表示,我们将适度加快国内资源开发进度,会同有关部门坚决打击囤积居奇、哄抬物价等不正当竞争行为,推动新能源汽车原材料价格尽快回归理性。 发挥汽车产业链供应链畅通协调平台作用,努力保障零部件生产供应。我们也要注意强化资源统筹布局,坚决遏制盲目投资、重复建设。 此外,据之前报道,近段时间,新能源汽车一度掀起了“涨价潮”,不完全统计,3月以来共有近20个品牌、40个车型涨价,幅度从2000元到30000元不等。 对于涨价原因,大多车企给出了统一解释——“上游原材料价格持续上涨”。涨价的原材

  随着汽车市场的大变革,新能源汽车逐渐替代传统燃油汽车。新能源汽车绝大多数离不开电池模组,同时又需要满足汽车车身轻量化的要求,故电池外壳一般会用密度小、强度高的铝合金来制造。但是铝合金焊接起来难度大,尤其是薄板铝合金焊接难度更大。本文主要研究采用脉冲激光焊机对0.5毫米铝合金薄片焊接时,采用合适的焊接参数,焊前采用CCD实时成像技术监测母材拼接距离,定位准确后再进行焊接,焊接过程中选用平均焊接速度≥20mm/s,能轻松的获得焊接熔深0.4~0.7mm,熔宽0.8~1.2mm,并且焊缝成形美观的焊缝。 新能源汽车电池外壳激光焊接工艺流程 激光焊接由于采用单位体积内的包含的能量特别高的激光作为焊接热源,故焊接起来速度快,热影响区小,焊接变形量小,

  电池外壳的激光焊接工艺研究 /

  新能源汽车有着效率高、零排放、环境友好、控制状态不会受到外界影响等优点,其占有量也慢慢变得多。新能源商用车也在这一过程中应运而生。而新能源汽车与传统现代汽车的区别主要在于新能源汽车的驱动方式改为了电驱动。电驱动系统大致上可以分为驱动电机、变速器、功率变换器、控制器四大部分。电驱动系统是整个新能源汽车的核心所在,直接影响其经济性、安全性、可靠性等性能。 1 电驱系统简介 新能源汽车结构主要是由电驱动系统、底盘部分、车身构架以及各种相关辅助装置等部分所组成。除电力驱动系统部分外,其余部分的功能和结构组成大体与传统汽车类同,但有些部件因所选驱动方式的不同,被简化改动或者替换撤除了。电力驱动系统的组成与工作原理如图1所示,可划分为辅助模块、车

  电驱系统的工作原理、布置分类 /

  全球锂离子电池产业经过十几年的发展,基本形成了中日韩三分天下的格局。不过,从未来的发展的新趋势看,借传统燃油车所积累的优势,欧美国家的汽车企业正在发力动力电池市场,必然会对三分天下的格局带来重大影响。不止于此,三分天下的格局也可能从内部生变。下面就随汽车电子小编共同来了解一下相关联的内容吧。   动力电池行业:中国在升韩国再降 中国的强势崛起 在三分天下的格局中,刚起步时的中国,背靠全球最大消费市场却因技术落后只能着力于低端产品。但目前情况正在悄然生变。 首先,从全球锂电池市场集中度来看,起点研究(SPIR)的研究报告显示,2016年锂电池企业TOP10集中度为72%,相比2015年的68%提升4个百分点。其中,中国的沃特玛取代A

  在2019年“残酷”的新能源补贴新政落地之前,整个新能源汽车行业已经渐渐地不再像曾经脱缰的野马,硝烟四起百家争鸣的盛况已然没那么热烈。但即使野马被驯服,它依然能在这片草原驰骋,而这里也从不缺乏英勇的牧马人,他们的理想是奔向更广阔的草原。 打起新能源汽车主意的企业,不是满怀抱负就是满怀财富 外行入局车圈早已不是新鲜事,但有水平的外行总能令人刮目相看。对于 恒大 来说,钱似乎是万能的。短短的几个月时间,恒大就用“挥金如土”的方式把自己拽进了汽车圈。 此前恒大入股贾跃亭的FF虽然以失败扯皮结尾,但很快恒大又向广汇汽车砸入144.9亿,相比投资FF,恒大这一砸可绝对掷地有声,砸通了销售、售后、甚至二手车流通的汽车销售全链条环节。

  55岁的苗圩25日“接棒”李毅中任工业与信息化部(下称工信部)第二任部长。汽车业内人士认为,苗圩在大学学的是农机系内燃机专业,且在中国汽车工业总公司、机械部汽车司、东风汽车公司等单位工作过,可以说一直在汽车行业摸爬滚打,属于汽车业的“老法师”,其不仅对汽车行业十分了解,也对汽车行业有相当的感情。因此苗圩升任工信部部长,对汽车行业是一大喜讯。 “治堵不能限制汽车业” 苗圩升任工信部长,业内认为与汽车业近两年的爆发式增长不无关系。2008年3月,工信部被批准成立,时年53岁的苗圩从武汉市委书记一职上奔赴工信部,成为当时工信部排名第二、也是最年轻的副部长。 彼时,摆在主抓汽车等工作的苗圩面前的,是呼啸而至的全

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