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新型控制技术在新能源汽车控制器中的应用

阳光电动力

2018/08/23

?2018SUNGROWConfidential

1

目录

01

技术趋势

02

实际应用

02

发展趋势

2

国外技术规划/EETTRoadmap

2017年10月，美国能源部发布了《新能源汽车电机电控2025技术发展路线图》

On-road

Status

2015RD

Target

2025RD

Target

2025vs.

On-road

2025vs.

2015

PowerElectronics

Cost,$/kW1052.7-67%-34%

Powerdensity,

kW/L1812100+455%+733%

ElectricMotors

Cost,$/kW873.3-59%-53%

Powerdensity,

kW/L9550+455%+900%

3

国外技术规划/驱动系统指标

高效率、高功率密度是重要方向

驱动系统成本和功率密度指标

ETDSTargets

Year20202025ChangeCost($/kW)8625%costreductionPowerDensity（kW/L）4.03388%volumereduction

PowerElectronicsTargets

Year20202025Change

Cost($/kW)3.32.725%costreduction

PowerDensity（kW/L）13.410087%volumereduction

ElectricMotorsTargets

Year20202025Change

Cost($/kW)4.73.330%costreduction

PowerDensity（kW/L）5.75089%volumereduction

电控分解指标电机分解指标

ETDS——electrictractiondrivesystem

4

国内技术规划/国内政策

从国家政策、组织标准上看高功率密度、集成化、高可靠性是新能源汽车电控系统发展的一种必然趋势

高功率

密度

节能与新能源汽车

技术路线图

2020

?功率密度15kW/L(IGBT)

?功率密度30kW/L(SiC）

20252035

?功率密度25kW/L(IGBT)

?功率密度35kW/L(IGBT)

?功率密度40kW/L(SiC）

?功率密度50kW/L(SiC）

集成化

产业关键共性技术

发展指南（2017）

（五）汽车1.电驱动系统技术中指出电机与传动装置、逆变器集成技术；高可靠

、低成本逆变器技术

高可靠性

道路车辆功能安全

GB/T34590

ISO26262

针对E/E系统因故障而引起的安全风险，通过危害分析和风险评估提出安全目标

、安全要求以及相应的安全措施，以避免或控制危害的发生。

5

电驱动的技术趋势

高可靠性高效率集成化高功率密度

6

目录

01

技术方向

02

实际应用

03

发展趋势

7

高可靠性/质量管理体系

?ISO9001、IATF16949、VDA等I体系认证。

?自建企标、企规，立足并高于国标、行标。

技术标准检验规范

200+100+

设计规范

工艺规范

50+

30+

8

高可靠性/基于APQP的产品线开发流程

提出概念项目批准样件试生产量产

项目策划

产品开发/设计

过程开发/设计

产品/过程确认

量产

反馈、审核与纠正措施

计划和确定项目产品设计与开发过程设计与开发产品与过程确认反馈评审与纠正措施

产品设计评审

A样评审

B样技术评审

B样评审

9

高可靠性/EMC正向设计

理论分析系统仿真骚扰源、传播路径定位和优化

器件选型PCB板和整机布局设计

整机EMC测试

器件、板级仿真优化

整车EMC整改

10

高可靠性/EMC实验设备

11

高效率/优化系统转换效率

系统运行在高效率区

?电磁解决方案与整车动力需求一致

?单电机/双电机

电机驱动器高效率

?优化器件选型与设计（Processor、功率半导体、母线电容、母排等）

?优化驱动电路设计（平衡电压尖峰与损耗）

?优化控制算法（调制算法、动态调整开关频率，转矩电流比等）

?建立整机不同工况、不同参数配置时的损耗计算模型，优化驱动器效率

低压驱动系统效率大于90%

电机高效率

?电机损耗模型

?电机最多运行的区域设计为高效率区

?提高磁阻转矩

12

高效率/扭矩控制策略

低速力矩大

?MTPA

?死区补偿

?在线温度补偿

高速力矩大

?提高母线电压利用率

?窄脉冲消