关于无刷电机驱动电动水泵和新能源汽车电机控制器的分析介绍

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描述

方案一、无刷电机驱动电动水泵

应用领域

适用于12V系统和24V系统水泵,主要为涡轮增压汽车提供涡轮增压器辅助冷却。

方案亮点

在机械工艺设计方面,其采用了有效的散热设计,保证了设计的紧凑性,达到减小体积小、减轻重量、提高功率密度的目标。真正地实现了体积小、重量轻、效率高、智能化的特点,可以满足电动汽车的控制器、驱动电机散热和传统汽车的辅助散热需求。

方案详情

本项目开发的电动水泵,取消了电机与水泵叶轮之间的机械连接,彻底解决了汽车水泵水封漏水问题,该水泵分为12V系统和24V系统,可以兼容目前车用主流电源系统。在电路设计方面,采用三相全桥驱动,采用的主控芯片在12V系统时无需额外驱动芯片,可以直接驱动MOS管,减少了元件数量和控制器体积。在控制式上,采用了无传感器换向和正弦波驱动的方式,提高了系统的可靠性同时减小了电机噪声,同时具有PWM和LIN总线通信接口(选配),可以通过控制指令实时控制水泵输出功率。在机械工艺设计方面,其采用了有效的散热设计,保证了设计的紧凑性,达到减小体积小、减轻重量、提高功率密度的目标。真正地实现了体积小、重量轻、效率高、智能化的特点,可以满足电动汽车的控制器、驱动电机散热和传统汽车的辅助散热需求。图一为系统框图。图二至图三为样机照片。

控制器

图1


图2


图3

性能指标

额定输入电压范围: 9~15V(12V),18~30V(24V)
最大输入电流: 6A(12V),3A(24V)直流
额  定   功  率: 65W
最大整机效率: 45%
控  制  方  式: PWM或LIN
初 次 级 绝缘:功能性绝缘(2500V)
密封防水等级: IP65
工作环境温度: -40 到 +130 摄氏度
外壳: 铝合金外壳
体积: ɸ65mm*130mm
重量: 小于600克

该项目使用的英飞凌的物料清单

功率器件:

TLE8366EV(SOP8)

IPD90N04S4-04

TLE9861

方案二、新能源汽车电机控制器

应用领域

适用于新能源车辆牵引电机控制,持续输出功率可达30KW。        

方案亮点

控制器可根据外部控制指令实现电机的四象限运行控制,并可根据控制需要切换转速、转矩两种闭环控制模式;具备内置过压、过流等故障检测与处理功能。  

方案详情

该控制器主要用于新能源车辆牵引电机控制。在主控制模块中的主控芯片采用英飞凌的32-bit单片机TriCore,IGBT功率驱动模块采用英飞凌的汽车级IGBT模块HybridPACKTM1。 控制器通过检测PMSM电机的旋转变压器反馈信号获取电机转子位置信息,通过电流传感器获取电机三相电流,通过PWM输出控制电机运行。 控制器通过CAN接口接收外部控制信号,并反馈当前运行状态信息,此外控制器还配有独立的CAN接口用于诊断、 标定等功能。 控制器可根据外部控制指令实现电机的四象限运行控制,并可根据控制需要切换转速、转矩两种闭环控制模式;具备内置过压、过流等故障检测与处理功能。

控制器

图1


图2

性能指标

主控制器:Infineon 32-bit MCU TC1782
功率模块:Infineon HP1(汽车级IGBT模块)
短时输出峰值功率: 40kW(水冷10L/min )
持续输出最大功率:30kW(水冷10L/min)
功率输出电压范围:240VDC~350VDC
峰值电流:230Arms
支持四象限运行:最大3倍弱磁
支持XCP标定、CAN代码刷写:支持XCP标定、CAN代码刷写

该项目使用的英飞凌物料清单

单  片  机:SAK-TC1782F-320F180HR BA
功率器件:FS400R07、TLE7368-3E、TLE4251D、BTS6143D、IPD90N06S4-04、BSS123、TLE6250GV33、1ED020I12-FA2、

传  感  器:TLE4949SJ

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