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电动机控制器如何工作？
逆变器，也称为电动机控制器，通常连接到 CAN 通信线路，从那里需要扭矩或速度设定点——通常来自更高的控制环路：牵引应用的车辆控制单元，甚至燃料电池系统的燃料电池控制单元。因此，根据特定应用所选的控制方法，逆变器可以用作电机速度控制器或电机扭矩控制器。
燃料电池系统逆变器算法接收扭矩或速度设定点，并将其转换为每个相的电流设定点。由于逆变器旨在在安全高效的条件下运行电机，因此算法会考虑各种输入，例如直流电压水平、电机位置、定子温度和逆变器本身的温度。
逆变器和电动机控制器之间有区别吗？
没有，电机控制器也可以称为“逆变器”。 “逆变器”电气连接在高压电池（直流总线）和电机之间，其设计目的是将电池中存储的能量从直流电流转换为交流电流。
电动机控制器（EMC）的应用领域有哪些？
几十年来，电动机已经成为许多行业、汽车应用、家庭应用和许多其他领域的不同应用中非常流行的解决方案。
自电动汽车问世以来，电动机的重要性日益凸显，因为它们不仅是动力传动系统的关键部件，而且也是任何车辆所需的辅助应用：电动转向系统、电动制动系统、电动空调系统等。在燃料电池系统中，空气压缩机、水泵和再循环泵中都有电动机控制器。
这些由电动机（主要是交流电动机）驱动的元件是车辆的主要能源消耗来源，它们需要适当的控制才能高效、安全地运行。
电机控制器信号
EMC/逆变器在燃料电池系统中具体用途是什么？
- 空气压缩机使用 EMS/逆变器
在燃料电池系统中，逆变器最具挑战性的应用是控制空气压缩机。空气压缩机用于提供电池组完成化学反应和发电所需的空气。根据燃料电池系统的功率输出和应用，逆变器和电动机的功率水平可以从几瓦到几十千瓦不等。因此，逆变器通常具有高压直流输入，并且需要液体冷却电路。根据压缩机的尺寸，速度可以从最大的几千转/分到最小的约 280,000 转/分不等。这些高速电机需要特定的控制技术和专用的逆变器硬件来支持这一运行速度范围。
- 水泵使用 EMC/逆变器：
燃料电池系统中使用水泵来移除化学反应产生的热量并控制系统温度。燃料电池系统中至少有两个冷却剂回路或环路：电力电子环路和电池组环路。
电力电子回路专用于冷却电力电子元件，例如逆变器、空气压缩机和其他元件，而电池组回路专用于冷却这一个元件（电池组）。电池组电路需要去离子水，因此需要与其他元件（尤其是电力电子元件）分开。冷却剂必须使用离子过滤器。
- 循环泵使用 EMC/逆变器：
在燃料电池系统中，再循环泵用于将未在电池组中反应的多余氢气再循环回电池组的氢气入口管线。这些多余的氢气被回收，泵的作用是将其推回入口以供消耗并发电。为了实现这一点，泵的电机和逆变器必须产生足够的功率，使氢气在电池组下游达到 1bar-2bar 的绝对压力。
燃料电池系统和其他电动汽车使用哪种类型的电动机控制器？
电动机控制器有很多种类型，因为它们被设计用于控制不同类型的电动机。对于燃料电池系统和电动汽车应用，主要使用三种类型的电动机控制器：
- 三相电机控制器
- 6相电动机控制器
- 冷却系统电动机控制器
什么是三相电动机控制器？
这种电机控制器类型可以控制三相电机。此类逆变器用于几百伏到 800 伏的应用。通常，功率范围也可以从几千瓦到 250 千瓦。它们用于：
- 电驱动应用（乘用车，轻型/中型）
- 燃料电池空气压缩机
- E-Turbo（电动辅助涡轮压缩机）
- 泵——转向系统、制动系统、空气冷却系统、冷却液系统。
什么是六相电动机控制器？
具有六相输出的电动机控制器通常用于需要更高电流的牵引应用。需要六相逆变器的电动机通常使用并联绕组或开式绕组拓扑。这种类型的电动机的电压范围也从低压应用一直延伸到 400-500kW 的功率输出。与三相电动机相比，这些类型的电动机通常具有较低的速度范围和较高的扭矩输出。
冷却系统中的电动机控制器有何不同？
风冷系统：风冷系统需要更大的体积才能确保良好的散热效果，因此这些系统的功率密度较低。通常，这种解决方案适用于功率要求低或成本考虑优先于系统性能的应用。
液体冷却：液体冷却系统具有更好的集成能力，因为它们在给定功率输出下尺寸更紧凑。这是标准汽车或重型应用最受欢迎的解决方案。
采用燃料电池系统逆变器的项目都面临哪些开发挑战？
从系统集成的角度来看，总是有许多元素和组件需要连接并“使其工作”。 尤其是逆变器有许多交接界面：
- 机械的
- 液压
- 电气（高压和低压）
- 与上位控制单元通信
- 控制回路控制电动机
所有这些逆变器“触点”对于任何系统集成商来说都是一个挑战，因为他们不仅必须集成这个组件，还必须同时在车辆或更大的系统中集成许多其他组件。
为了克服这些问题并减少开发所需的时间和精力，与不仅拥有逆变器和电机专业知识，而且了解最终应用和整个系统将要面对的操作场景的开发合作伙伴合作非常重要。因此，与能够提供交钥匙解决方案的合作伙伴合作至关重要。该解决方案应包括通过整合自校准程序或 OTA（无线）软件更新来促进校准和车辆集成的工具。
内容由 EPowerlabs 提供
EPowerlabs 的成立源于这样的愿景：通过提供服务帮助行业参与者加速电动汽车的普及，为更加可持续的世界做出贡献。该团队由一群在领先的汽车公司积累了深厚知识的工程师组成。该公司的使命是通过定制、灵活和有效的服务与客户分享这些经验。EPowerlabs 开发了各种嵌入式硬件，以满足每个项目的特定需求。从不同功率范围内的自行车和轻便摩托车的小型电机控制单元，到高达 150kW 的汽车行业逆变器的开发。
最后更新：2022 年 6 月 6 日