7.2　驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)功能

通過驅(qū)動電機(jī)工作狀態(tài)可以了解新能源汽車驅(qū)動系統(tǒng)的基本功能，根據(jù)駕駛?cè)艘庠蛤?qū)動電機(jī)的工作狀態(tài)——掛D擋加速行駛、掛R擋倒車、制動時回收能量以及掛E擋行駛，來了解它的工作過程。

7.2.1　掛D擋加速行駛

駕駛?cè)藪霥擋并踩加速踏板，此時擋位信息和加速信息通過信號線傳遞給整車控制器（VCU），VCU把駕駛?cè)说牟僮饕鈭D通過CAN線傳遞給驅(qū)動電機(jī)控制器（MCU），再由驅(qū)動電機(jī)控制器（MCU）結(jié)合旋變傳感器信息（轉(zhuǎn)子位置），進(jìn)而向永磁同步電機(jī)的定子通入三相交流電，三相電流在定子繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降。由三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電樞磁動勢及建立的電樞磁場，一方面切割定子繞組，并在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢；另一方面以電磁力拖動轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速正向旋轉(zhuǎn)。隨著加速踏板行程不斷加大，電機(jī)控制器控制的6個IGBT導(dǎo)通頻率上升，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩隨著電流的增加而增加，因此，起步時基本上擁有最大的轉(zhuǎn)矩。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，電機(jī)的功率也增加，同時電壓也隨之增加。在電動汽車上，一般要求電機(jī)的輸出功率保持恒定，即電機(jī)的輸出功率不隨轉(zhuǎn)速增加而變化，這要求在電機(jī)轉(zhuǎn)速增加時，電壓保持恒定，其中永磁同步電機(jī)輸出特性曲線如圖2-57所示。

與此同時，電機(jī)控制器也會通過電流傳感器和電壓傳感器，感知電機(jī)當(dāng)前功率、消耗電流大小、電壓大小，并把這些信息數(shù)據(jù)通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳送給儀表、整車控制器，其工作原理如圖2-58所示。

7.2.2　掛R擋倒車

當(dāng)駕駛?cè)藪霷擋時，駕駛?cè)苏埱笮盘柊l(fā)給VCU，再通過CAN線發(fā)送給MCU，此時MCU結(jié)合當(dāng)前轉(zhuǎn)子位置（旋變傳感器）信息，通過改變IGBT模塊改變W/V/U通電順序，進(jìn)而控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。

7.2.3　制動時能量回收

駕駛?cè)怂砷_加速踏板時，電機(jī)由于慣性仍在旋轉(zhuǎn)，設(shè)車輪轉(zhuǎn)速為v_輪、電機(jī)轉(zhuǎn)速為v_電機(jī)，設(shè)車輪與電機(jī)之間固定傳動比為K，當(dāng)車輛減速時，v_輪K<v_電機(jī)時，電機(jī)仍是動力源，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，當(dāng)v_輪K>v_電機(jī)時，此時電機(jī)由于被車輛拖動而旋轉(zhuǎn)，因此驅(qū)動電機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)（圖2-59）。

BMS可以根據(jù)電池充電特性曲線（充電電流、電壓變化曲線與電池容量的關(guān)系）和采集電池溫度等參數(shù)計(jì)算出相應(yīng)的允許最大充電電流。MCU根據(jù)電池允許最大充電電流，通過控制IGBT模塊，使“發(fā)電機(jī)”定子線圈旋轉(zhuǎn)磁場角速度與電機(jī)轉(zhuǎn)子角速度保持到發(fā)電電流不超過允許最大充電電流，以調(diào)整發(fā)電機(jī)向蓄電池充電的電流，同時這也控制了車輛的減速度，具體過程如圖2-60所示。

當(dāng)踩下制動踏板時，MCU輸出的電流頻率會急劇下降，饋能電流在MCU的調(diào)節(jié)下充入高壓電池，當(dāng)IGBT全部關(guān)閉時在當(dāng)前的反拖速度和模式下為最大饋能狀態(tài)，此時MCU對“發(fā)電機(jī)”沒有實(shí)施速度和電流的調(diào)整，“發(fā)電機(jī)”所發(fā)的電量全部轉(zhuǎn)移給蓄電池，由于發(fā)電機(jī)負(fù)載較大，此時車輛減速也較快。在此期間能量回收的原則是：電池包溫度低于5℃時，能量不回收；單體電壓在4.05～4.12V時，能量回收6.1kW，單體電壓超過4.12V時，能量不回收，單體電壓低于4.05V時，能量滿反饋；SOC大于95%、車速低于30km/h時沒有能量回收功能，且能量回收及輔助制動力大小與車速和制動踏板行程相關(guān)。

7.2.4　掛E擋行駛

E擋為能量回收擋，在車輛正常行駛時E擋與D擋的根本區(qū)別在于MCU和VCU內(nèi)部程序、控制策略不同。在加速行駛時E擋相對于D擋來說提速較為平緩，蓄電池放電電流也較為平緩，目的是盡可能節(jié)省電量以延長行駛距離，而D擋提速較為靈敏，響應(yīng)較快。在松開加速踏板時，E擋更注重能量回收，驅(qū)動電機(jī)被車輪反拖發(fā)電時所需的“機(jī)械能”牽制了車輛的滑行，從而也起到了一定的制動效果，所以掛E擋行車時車輛的滑行距離比掛D擋短。