根據百度百科上的說(shuō)法，電動(dòng)汽車(chē)（也稱(chēng)BEV）是指以車(chē)載電源為動(dòng)力，用電機驅動(dòng)車(chē)輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車(chē)輛。由于對環(huán)境影響相對傳統汽車(chē)較小，其前景被廣泛看好，但當前技術(shù)尚不成熟。

　　

　　

目前，我們看到的電動(dòng)汽車(chē)主要分為三種，一種是純電動(dòng)車(chē)（BEV），完全由電機驅動(dòng)的電動(dòng)車(chē)；另外一種是混合電動(dòng)汽車(chē)（也叫做復合電動(dòng)汽車(chē)PHEV），一般指的是用油和電提供電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力源（即采用傳統內燃機和電動(dòng)機兩者作為動(dòng)力，可分開(kāi)時(shí)間使用）的電動(dòng)車(chē)；最后一種是燃料電池汽車(chē)（FCEV），采用的是氫氧混合燃料提供動(dòng)力源，通常幾分鐘時(shí)間就可以“充滿(mǎn)電”，因為補充的燃料是氫氣，結合大氣中的氧氣化學(xué)作用產(chǎn)生動(dòng)能，提供的是一種非常低碳環(huán)保的動(dòng)力源。

　　

　　

電動(dòng)汽車(chē)廠(chǎng)商非常多，電動(dòng)車(chē)應用領(lǐng)域也非常的廣泛，目前比較著(zhù)名的電動(dòng)車(chē)廠(chǎng)商主要有特斯拉、比亞迪、豐田、日產(chǎn)、奇瑞、雪佛蘭、本田、寶馬、三菱、雷克薩斯等等。

　　

特斯拉作為美國專(zhuān)注于電動(dòng)車(chē)和能源公司，從08年推出首款Roadster運動(dòng)跑車(chē)以來(lái)，在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域發(fā)展一直處于業(yè)界領(lǐng)先地位，分別推出了Model S標準純電動(dòng)車(chē)、Model X豪華電動(dòng)超跑、以及即將上市的 Model 3 ，在電動(dòng)車(chē)自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)更是領(lǐng)先一步。

　　

互聯(lián)網(wǎng)造車(chē)熱潮同樣也帶領(lǐng)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展走向新高潮，今年1月初，法拉第FF與戰略合作伙伴樂(lè )視正式推出首款量產(chǎn)車(chē)曝光，36小時(shí)全球預定量就達到了64124臺。格力集團董明珠近期收購珠海銀隆新能源，正式進(jìn)軍互聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)，奔向的目標也是干凈、純潔環(huán)保的電動(dòng)車(chē)方向，解決的不僅是電動(dòng)車(chē)動(dòng)力問(wèn)題，還有就是電動(dòng)車(chē)儲能的問(wèn)題。

　　

　　

下面正式進(jìn)入正題，什么是電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統？在這里我們首先以典型的純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統解析：

　　

電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統基本構成如下圖所示，電力驅動(dòng)子系統又由電控單元、控制器、電動(dòng)機、機械傳動(dòng)裝置和驅動(dòng)車(chē)輪組成。主能源子系統由主能源、能量管理系統和充電系統構成。輔助控制子系統具有動(dòng)力轉向、溫度控制和輔助動(dòng)力供給等功能。

 

　　

電力驅動(dòng)及控制系統是電動(dòng)汽車(chē)的核心，也是區別于內燃機汽車(chē)的最大不同點(diǎn)。電力驅動(dòng)及控制系統由驅動(dòng)電動(dòng)機、電源和電動(dòng)機控制裝置等組成。電動(dòng)汽車(chē)的其他裝置基本與內燃機汽車(chē)相同。

　　

　　

動(dòng)力系統的工作過(guò)程是，根據從制動(dòng)踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應的控制指令來(lái)控制電動(dòng)機，調節電動(dòng)機和電源之間的功率流。輔助動(dòng)力供給系統主要給動(dòng)力轉向、空調、制動(dòng)及其他輔助裝置提供動(dòng)力。除了從制動(dòng)踏板和加速踏板給電動(dòng)汽車(chē)輸入信號外，轉向盤(pán)輸入也是一個(gè)很重要的輸入信號，動(dòng)力轉向系統根據轉向盤(pán)的角位置來(lái)決定汽車(chē)靈活地轉向。

　　

　　

根據目前市面上的混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的驅動(dòng)結構，主要可以分為三大類(lèi)：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。

　　

　　

其結構原理圖如下所示：

 

　　

串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)由發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機和驅動(dòng)電動(dòng)機三大主要部件總成組成。發(fā)動(dòng)機僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機所發(fā)出的電能供給電動(dòng)機，電動(dòng)機驅動(dòng)汽車(chē)行駛。發(fā)電機發(fā)出的部分電能向電池充電，延長(cháng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程。另外電池還可以單獨向電動(dòng)機提供電能來(lái)驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)，使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)在零污染狀態(tài)下行駛。

　　

　　

其結構原理圖如下所示：

 

　　

并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)主要由發(fā)動(dòng)機、電動(dòng)/發(fā)電機兩大部件總成組成，有多種組合形式，可以根據使用要求選用。兩大動(dòng)力總成的功率可以互相疊加，發(fā)動(dòng)機功率和電動(dòng)/發(fā)電機功率約為電動(dòng)汽車(chē)所需最大驅動(dòng)功率的o.5～1倍，因此可以采用小功率的發(fā)動(dòng)機與電動(dòng)/發(fā)電機，使得整個(gè)動(dòng)力系統的裝配尺寸、質(zhì)量都較小，造價(jià)也更低，行程也可以比串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的長(cháng)一些，其特點(diǎn)更加趨近于內燃機汽車(chē)。并聯(lián)式混合動(dòng)力驅動(dòng)系統通常被2-9a在小型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)上。

　　

　　

其結構原理圖如下所示：

 

　　

混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的結構組成，主要由發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機和驅動(dòng)電動(dòng)機三大動(dòng)力總成組成。發(fā)動(dòng)機基本保持穩運高效、節能的運轉，發(fā)電機和電池供給驅動(dòng)電動(dòng)機電能以驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)行駛。

　　

　　

電動(dòng)汽車(chē)以鋰電池作為主要動(dòng)力驅動(dòng)，以其高能量密度優(yōu)勢、動(dòng)力性能穩定為首要條件。電池管理系統BMS的重要同樣不言而喻。BMS是動(dòng)力電池組的核心技術(shù)，也是電動(dòng)車(chē)整車(chē)的關(guān)鍵環(huán)節。

　　

目前電池管理系統有兩種管理模式，分別為主動(dòng)式均衡和被動(dòng)式均衡兩種管理模式。

　　

兩種管理模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，所采用的方式普遍為采集單體電池電壓，串聯(lián)電流，以及溫度以及電池組的電壓，然后將這些信號傳給運算模塊進(jìn)行處理發(fā)出指令，最后將整個(gè)處理的信息指令通過(guò)CAN通訊系統傳送給汽車(chē)中央控制單元或整車(chē)VMS系統。

　　

　　

鋰離子電池組包含大量的電池單元，必須正確監控才能提高電池效率，延長(cháng)電池壽命確保安全性。方案中的 6 通道 AD7280A 器件充當主監控器，向系統演示平臺評估板提供精確的電壓測量數據，而 6 通道 AD8280 器件充當副監控器和保護系統。

　　

AD8280 是一款用于鋰離子電池組的純硬連線(xiàn)安全監控器，配合 AD7280A 使用時(shí)，可提供具有可調閾值檢測和共用或單獨報警輸出的低成本、冗余、備用電池監控器。它具有自測功能，因此適合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)等高可靠性應用或者不間斷電源等高壓工業(yè)應用。AD7280A 和 AD8280 均從監控的電池單元獲得電源。

　　

ADuM5404集成一個(gè)DC-DC轉換器，用于向ADuM1201和ADuM1401隔離器的高壓端供電，以及向AD7280ASPI接口提供VDRIVE電源。這些4通道、磁性隔離電路是安全、可靠、易用的光耦合器替代解決方案。

　　

 

　　

　　

　

　　

　　

　　

目前，基于高性能微控制器的高效FOC系統，為電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)驅動(dòng)提供安全高效的解決方案創(chuàng )造了條件。

 

　

圖1：運行于FOC模式的32位TriCore微控制器

 

英飛凌AUDO MAX系列非常適用于電機的控制。TriCore架構和MC-ISAR eMotor驅動(dòng)程序可采用高級控制策略控制多臺三相電機，包括無(wú)刷直流電機（BLDC）塊交換（block commutation，BC）及永磁同步電機（PMSM）磁場(chǎng)定向控制（FOC）。單一微控制器甚至還能同時(shí)支持BLDC和PMSM電機控制。相比于其他類(lèi)型的電機而言，采用FOC控制的PMSM電機能效更高、磨損更小，并且可以實(shí)現精確控制和定位。特別是，這種電機支持線(xiàn)性轉矩控制，為將其用于混合電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力總成系統奠定了基礎。

 

圖2：電機控制中的電流控制環(huán)

 

圖2顯示了MC-ISAR eMotor驅動(dòng)程序的電流控制環(huán)路，右側為復雜設備驅動(dòng)（CDD）。這個(gè)時(shí)間關(guān)鍵型電流控制環(huán)路在中斷上下文中進(jìn)行處理，處理時(shí)間不超過(guò)50微秒。左側是附加的用于位置和轉速控制的軟件成分（SWC），由應用程序提供。

　　

英飛凌AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驅動(dòng)，可并行控制多達4臺PMSM或BLDC電機，同時(shí)還能滿(mǎn)足應用任務(wù)控制所需的性能。MC-ISAR eMotor和標準AUTOSAR MCAL驅動(dòng)由同一配置工具整合，因此，用戶(hù)可在同一界面中為AUTOSAR MCAL和MC-ISAR eMotor驅動(dòng)配置微控制器資源，為無(wú)縫配置不同軟件模塊創(chuàng )造了條件。汽車(chē)ECU開(kāi)發(fā)人員可專(zhuān)注于電機的應用相關(guān)控制，而無(wú)需改編電機的控制算法。為降低系統成本，AUDO MAX系列還支持直接旋轉變壓器模式，免除了加裝旋轉變壓器IC的需要。AUDO MAX系列和MC-ISAR eMotor驅動(dòng)被設計用于支持安全應用。

　　

　　

TI推薦電動(dòng)車(chē)所采用的主動(dòng)均衡方式：每個(gè)電池芯藉由矩陣開(kāi)關(guān)控制變壓器與充電線(xiàn)路的組合，形成一個(gè)有調整功能的電壓/電流蓄水池的功能，當電池芯由于多次充放電后產(chǎn)生不一致性而導致整組電池充放電容量下降，可藉由后端連接蓄水池的線(xiàn)路做調整，充電時(shí)不會(huì )因為監控到某個(gè)電池芯內壓過(guò)高而停止充電，放電時(shí)也可以完全的100%的釋放能源，進(jìn)而延長(cháng)電動(dòng)車(chē)的行駛距離。

　　

TI在隔離式DC-DC主動(dòng)均衡技術(shù)的能源轉換效率高達87%。像EM1410芯片組由5顆核心芯片加上5顆電源供應芯片所組成，其中最主要的 EMB1432為十四信道AFE芯片、EMB1428為七信道閘控制器芯片，與EMB1499為七信道電壓控制芯片等，來(lái)建構十四通道雙向主動(dòng)式電池芯均衡功能，串聯(lián)14顆電池芯與最高60V工作電壓，提供5V雙向均衡電壓與最大750V堆棧輸出電壓能力，并滿(mǎn)足AECQ-100車(chē)用電子驗證標準。