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陈守川:新能源物流车电控系统发展趋势及挑战

文章出处:未知 人气:发表时间:2020-04-17
4月17日,2020中国(西安)新能源汽车产业生态大会在星河湾大酒店召开。会议第二天来到由飞碟汽车独家冠名的新能源物流车专场,无锡华宸控制技术有限公司技术总工陈守川做了题为“新能源物流车电控系统发展趋势及挑战”的主题报告。
 
 
无锡华宸控制技术有限公司技术总工陈守川
 
陈守川演讲的主要内容:
 
电控发展趋势
 
随着国家补贴的退坡,车企对零部件厂家的要求产品价格越来越低、性能越来越高、产品性价比越来越高。辩证的看,现阶段机遇和挑战并存,销售驱动向技术驱动转换,比拼产品价格、性能、服务,淘汰落后产能,推动行业健康发展。
 
电控方面,也要求企业提供性价比高的产品,进一步分解体现在三方面:产品更便宜,良好驾驶体验,省心、安全可靠。
 
应对挑战的措施
 
华宸控制结合自身产品特点,应对策略主要分为:平台化、集成化、设计优化,性能方面提高整车动力性、减少NVH,确保产品安全可靠,易维护。
 
平台化。把研发主要分为三个平台:硬件平台、软件平台、控制策略平台,基于平台就像搭积木一样衍生出产品。产品之间系统差异更小了,能够实现更快响应客户的需求;目前一天能够和电机厂家配合完成电机标定,和主机厂家两天完成调车;控制器也有一些灵活设计,可以改变进出口的布局和支架。一个软件、硬件经过数十个项目验证,可靠性会大幅的提高,同时物料可以实现共享。减少研发重复投入,提高效率降低成本。
 
集成化。电池的电能通过电缆传递到车上的各个电控设备,每一个电控设备之前传统方式是各自独立存在,通过集成在一起,优势是必威官网betway少、体积小、重量轻、可靠性高、易安装,易维护,这样重量降低20%,体积降低了至少20%,成本降低了15%。
 
集成泵总成。一些电动物流车、大巴、卡车、环卫车上面都有转向泵、自动气泵,传统方式是泵和电机连接在一起,控制器通过远程电缆控制;三者做在一起,控制器借用电机外壳,特点是体积小、重量减轻、噪音小,维护也更简洁,成本可以降低至少20%,现在有高压和低压产品。
 
设计优化。最主要的是IGBT、电容、机械外壳,充分发掘潜能,把IGBT电流提高,机械外壳体积降低,尽量把材料省下来。核心器件国产化,得益于国产供应商的技术进步,现在这一块是趋势。优化布局能够节省一些材料,通过这些方式能够达到降低控制器整体成本。
 
动力性。首先是爬坡,电力资源网每年也在举办爬坡比赛,要求越来越高,从原来满载到现在的超载爬坡,从20%提升到30%,减少发热提高爬坡性能,爬坡的时候车速很慢,所以可以把频率降下来,用离散方式见效开关频率次数,通过这种方式能够将峰值转矩提高10%。其次是加速,物流车现在统计大部分都是50公里每小时的加速时间,制约加速时间的是电控输出的电流和电压能力,通过技术把控制器输出电压提高,传统0.95提高到1.05,在一个车辆上经过对比,可以把峰值功率提高8%左右,车辆的50公里加速时间从之前11秒提高到9秒,这也是双刃剑,后续需要促进非线性调制带来的问题。
 
NVH。NVH主要集中在三个部分:高速、低速、起步过程。车辆高速NVH主要是电机电流不平衡导致波动,车速越快抖动越厉害,三相电流不平衡主要原因有电机电流偏置,旋变非线性,电机出厂没有对中,气体不均匀,角度和转速都在波动,控制电流在波动。通过一些对角度的滤波,对控制电流的调节器把不平衡度降低到1%以内,解决了高速抖动的问题。低速抖动,司机轻踩或者松踏板明显感觉到车辆在抖,原因就是因为传动系统可以等效为一个二阶质量系统,通过控制策略在系统里面增加主动阻尼;增加阻尼抖动减少很多。NVH起步抖动,电机到轮胎之间非刚性连接,齿轮间存在间隙,电机转矩响应非常快,会引起打齿异响,长时间会引起机械疲劳和损坏。
 
安全可靠。首先是安全,电动汽车安全主要有两部分:转矩安全、高压安全。转矩安全的目标是转矩非预期的增大、转矩非预期反向。高压安全目标是人身无触电风险。其次是可靠性,控制器运行环境恶劣、苛刻,整车寿命30万公里,工作时间8000到10000小时,借助计算机辅助设计,做一些极端情况分析,可靠性验证是做一些加速寿命试验,极限工况试验。IGBT是最关键的零部件,寿命决定了我们电控的使用时间,IGBT模式主要是因为有热应力造成的疲劳,不怕长时间在高温下运行,怕连续不断的往返折返跑的冲刺。所以结合车辆实际运行工况和数据模型首先做理论上的估算,确保设计能够使它的寿命满足整车要求,同时还会做耐久试验,主要是把控制器放在极高温度下做不断的循环测试,每个循环100分钟以内,循环24小时连续,测试三个月。
 
远程诊断服务。痛点是控制器是整合车间电器的接口,很多得通过控制器找,所以需要远程诊断方式可以快速解决问题。现有很多主机厂家和T—BOX监控平台可以监控运营情况,但是不能监控故障诊断,目前我们的方案,通过每个人都有手机和数据线的方式,加4G网络,司机维修员、售后可以远程知道控制器工作情况,可以实现控制器状态监控、远程故障诊断、远程程序升级和数据上传到云盘,这样工程师去现场之前已经掌握了这个车辆具体的情况,去现场就可以更快的解决这些问题。
 
总结来看,现在对供应商来说要提供高性价比的产品,主要是产品要便宜、性能要好、用起来省心,主要是平台化、集成化、设计水平方面实现成本降低,动力性和NVH方面实现性能提升,最后在安全可靠、易维护方面做一些升级。

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