汽車(chē)中(zhōng)主要的電機類型

在任何機械或電子系統中(zhōng)，隻要有一(yī)個(gè)連續的旋轉運動，就(jiù)有一(yī)個(gè)電機。在現代汽車(chē)中(zhōng)，舒适性和駕駛效率一(yī)樣重要，而電機起著(zhe)關鍵作用。無論是窗(chuāng)戶、座椅、方向盤、渦輪增壓器、引擎蓋還是刹車(chē)，每個(gè)部分都(dōu)有一(yī)個(gè)電機。然而，電機不(bù)啟動和停止自(zì)己。像許多其他(tā)(tā)由電子控制(zhì)單元(ECU)控制(zhì)的汽車(chē)部件(jiàn)一(yī)樣，也(yě)有驅動電機的控制(zhì)系統。以下(xià)是汽車(chē)工(gōng)程師在這些(xiē)電機控制(zhì)系統上的經驗。

電機廣泛應用于汽車(chē)工(gōng)業(yè)，主要用于提高汽車(chē)的安全性和舒适性。根據不(bù)同的應用，有三種主要類型的電機:

1. 有刷直流電機：這些(xiē)電機的線圈和轉子之間有一(yī)個(gè)碳刷，起到換向的作用。有刷直流電機廣泛應用于電動車(chē)窗(chuāng)、座椅調節和其他(tā)(tā)類似的機械部件(jiàn)，這些(xiē)機械部件(jiàn)不(bù)需要任何輔助電子系統(如MCU或驅動邏輯)。

2. 無刷直流電機：這類電機轉子采用永磁體(tǐ)。當電流通過電機線圈(定子)時，轉子作為永磁體(tǐ)開(kāi)始轉動。

3、交流感應電機：這類電機是應用最廣泛的電動汽車(chē)傳動系統，其工(gōng)作原理是法拉第感應定律。線圈中(zhōng)的交流電産生(shēng)旋轉磁場，旋轉磁場使轉子移動，通過改變提供給電機的交流電的頻(pín)率可以改變電機的速度。

汽車(chē)無刷電機的結構

汽車(chē)中(zhōng)的無刷電機由電機和控制(zhì)器組成，控制(zhì)器本質上是一(yī)個(gè)電子控制(zhì)單元(ECU)，就(jiù)像汽車(chē)中(zhōng)的所有其他(tā)(tā)ECU一(yī)樣。它包括微(wēi)控制(zhì)器與電機驅動邏輯(軟件(jiàn))的遷移和與一(yī)些(xiē)其他(tā)(tā)電機控制(zhì)外圍設備(硬件(jiàn))的集成。電機控制(zhì)器是軟件(jiàn)算法，以期望的方式驅動電機。門機驅動芯片、mosfet等外圍設備是控制(zhì)系統的一(yī)部分，執行誤差反饋處理、信号調理、電流電壓放大等輔助任務。電機控制(zhì)系統組成:

1.微(wēi)控制(zhì)器:微(wēi)控制(zhì)器單元(MCU)本質上是一(yī)個(gè)存儲電機驅動邏輯的組件(jiàn)。例如，在電子助力轉向應用中(zhōng)，轉向控制(zhì)算法将存儲在單片機平台中(zhōng)。該算法利用脈寬調制(zhì)(PWM)信号來改變電機的轉速。輸入和輸出按鈕可以與這個(gè)MCU接口。輸出的PWM信号連接到電機控制(zhì)系統的下(xià)一(yī)個(gè)核心部分。

2.門驅動IC:門驅動IC又稱前驅動，是下(xià)一(yī)個(gè)核心組件(jiàn)!它從單片機接收PWM信号并進行放大，使之适合于MOSFET。這讓我們有點困惑，因為我們知道(dào)mosfet通常用于放大電壓，那麼在電機控制(zhì)系統中(zhōng)使用栅極驅動芯片的目的是什麼呢(ne)？我們被告知有一(yī)個(gè)阈值電壓值，一(yī)個(gè)MOSFET需要工(gōng)作;栅極驅動IC提供一(yī)個(gè)阈值電壓。此外，在栅極驅動芯片中(zhōng)還存在一(yī)些(xiē)信号調理算法，可以去除信号中(zhōng)的噪聲，使信号平滑。

3.Mosfet:這是一(yī)種場效應晶體(tǐ)管，可以将幾毫安的電流放大到十倍，将小電壓放大到幾百伏特。Mosfet是電機控制(zhì)系統中(zhōng)不(bù)可缺少(shǎo)的一(yī)部分，因為電機需要最小的開(kāi)關時間來改變流向電機的電流。

4.霍爾效應傳感器:霍爾效應傳感器在汽車(chē)電機控制(zhì)應用中(zhōng)的作用是确定電機的位置。它本質上是一(yī)個(gè)傳感器，當流動電荷作用于永磁體(tǐ)時産生(shēng)電壓。霍爾傳感器安裝在轉子上，在電機線圈通電之前就(jiù)知道(dào)轉子的位置。

下(xià)圖為無刷電機控制(zhì)系統的組成:

無刷電機控制(zhì)系統的工(gōng)作原理

啟動或停止馬達的信号來自(zì)微(wēi)控制(zhì)器。無刷直流電動機采用霍爾效應傳感器驅動電機線圈。微(wēi)控制(zhì)器使用霍爾效應傳感器的輸入來确定轉子的位置。根據位置的不(bù)同，它會(huì)激發電機線圈，從而産生(shēng)一(yī)個(gè)旋轉電場。這個(gè)磁場會(huì)使轉子随之移動。

電機在汽車(chē)上的一(yī)些(xiē)常見(jiàn)應用

采用單片機控制(zhì)無刷直流電機，具有轉向控制(zhì)算法、PWM、電流環PI等功能。

座椅調節:電子調節座椅也(yě)由電動馬達驅動。在電機控制(zhì)系統中(zhōng)，一(yī)些(xiē)先進的算法可以确保沒有颠簸或突然啟動/停止在座椅。這叫做(zuò)軟停止/軟啟動。

電動汽車(chē)傳動系統:大多數電動汽車(chē)的傳動系統中(zhōng)都(dōu)有一(yī)個(gè)交流感應電動機。三相(xiàng)交流電源供給電機，電機産生(shēng)旋轉磁場。通過改變交流電源的頻(pín)率可以調節車(chē)輪的速度。

電機的作用在電動車(chē)中(zhōng)最為突出。電動汽車(chē)的核心部件(jiàn)是直流電機和交流電機，其中(zhōng)最先進的是直流無刷電機。電力電機在汽車(chē)無刷電機控制(zhì)器上投入了大量的資金(jīn)，以最少(shǎo)的投資獲得(de)最大的電機輸出。