電機(jī)轉(zhuǎn)矩

油泵電機(jī)轉(zhuǎn)矩就是電機(jī)轉(zhuǎn)動的力量大小，轉(zhuǎn)矩波動的主要來源有：轉(zhuǎn)矩電流波動、齒槽力矩、加工工藝等。下面大蘭電機(jī)小編給大家精講轉(zhuǎn)矩波動帶來的波動危害和如何去改善這種現(xiàn)象。

一、轉(zhuǎn)矩波動的危害：

（1）噪聲大

噪聲的危害程度主要取決于噪聲的頻率、強(qiáng)度及暴露時間。噪聲不僅對人們的生活和工作造成干擾，還對聽力造成損傷，甚至誘發(fā)多種致癌致命的疾病。電動機(jī)運(yùn)用于很多日常生活中產(chǎn)品中，比如風(fēng)扇、空調(diào)、吊扇等，風(fēng)扇噪聲大、空調(diào)噪聲大將直接影響睡眠質(zhì)量。

（2）容易引起系統(tǒng)共振

19世紀(jì)初，一隊拿破侖士兵在指揮官的口令下，邁著威武雄壯、整齊劃一的步伐，通過法國昂熱市一座大橋。快走到橋中間時，橋梁突然發(fā)生強(qiáng)烈的顫動并且最終斷裂坍塌，造成許多官兵和市民落入水中喪生。后經(jīng)調(diào)查，造成這次慘劇的罪魁禍?zhǔn)?，正是共振！因?yàn)榇箨犑勘R步走時，產(chǎn)生的一種頻率正好與大橋的固有頻率一致，使橋的振動加強(qiáng)，當(dāng)它的振幅達(dá)到最大限度直至超過橋梁的抗壓力時，橋就斷裂了。

轉(zhuǎn)矩周期性波動，如果產(chǎn)生的頻率與系統(tǒng)固有頻率一致，那么將引起共振，特別是一些外殼為塑料的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)矩波動非常容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象，如風(fēng)扇共振、空調(diào)共振等。

（3）電磁干擾大

轉(zhuǎn)矩波動的源頭之一為電流波動，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，電流波動大導(dǎo)致輻射大，以至于傳導(dǎo)和空間輻射超標(biāo)。

加工精度差：力矩波動，導(dǎo)致加工不均勻，甚至導(dǎo)致加工部件斷裂，損壞等現(xiàn)象。

加快系統(tǒng)老化：力矩波動，導(dǎo)致機(jī)械部件出現(xiàn)周期性的一側(cè)受用磨損。

二、轉(zhuǎn)矩波動的改善：

電機(jī)本體改善：反電勢波形設(shè)計為正弦，電機(jī)斜槽設(shè)計，最小齒槽力矩。

采用FOC技術(shù)，時刻控制轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，控制精度高、電流正弦變化，最大程度減小轉(zhuǎn)矩電流波動。

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零位標(biāo)定的方法很多，主要有：

1、直接歸零法。該方法在零位處安裝一個停止擋塊，然后令步進(jìn)電機(jī)向零位方向驅(qū)動足夠大的角度，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)回到零位時，被擋塊擋住，電機(jī)停止位置即零位。

這種歸零方法簡單，但是在電機(jī)被擋塊擋住時，仍會驅(qū)動電機(jī)執(zhí)行歸零動作，因此不僅會對步進(jìn)電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)造成傷害，還會產(chǎn)生劇烈的抖動和較大的噪聲。

2、傳感器法。該方法在零位處安裝霍爾開關(guān)、光電二極管等位置傳感器，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)回到零位時，傳感器給出檢測信號，控制電路檢測到該信號時，令電機(jī)停在零點(diǎn)位置。這種歸零方法準(zhǔn)確、可靠，但是增加了電路的復(fù)雜性，對安裝有一定的要求。

3、采用帶停轉(zhuǎn)檢測的專用電機(jī)驅(qū)動芯片。這種芯片在電機(jī)停轉(zhuǎn)時，能夠立刻檢測到電機(jī)處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而確定零點(diǎn)位置。

但這種方法通用性差，對步進(jìn)電機(jī)各繞組的電流相位有一定的要求，并且這種方法不能在微步驅(qū)動方式下使用。

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隨著社會的發(fā)展，人們的生活也變得越來越多姿多彩了。機(jī)器人攤煎餅、挖掘機(jī)投籃等等一系列讓我們以前很難想到的事情就清晰地展現(xiàn)在我們眼前。五月份即將開幕的華家班汽車雜技表演，更是萬眾期待。汽車雜技相比于賽車可以說不相伯仲，考驗(yàn)技術(shù)的同時，更加看重的是“控制能力”，例如“汽車芭蕾舞”，當(dāng)多輛汽車以一種曲線的形式通過路障時，我不得不驚嘆，這真的是“汽車”所表現(xiàn)出來的，若是其中一輛車行駛過快或是過慢，都有可能降低整體的視覺效果，嚴(yán)重者甚至發(fā)生追尾事故，因此精確的控制就顯得尤為重要。

對于汽車來講速度和力的控制體現(xiàn)了電機(jī)控制精度的高低，電機(jī)控制精度主要包括轉(zhuǎn)矩控制精度、轉(zhuǎn)速控制精度。在GBT 18488.2-2015 電動汽車用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)7.3里對控制精度測試做了詳細(xì)的介紹：

轉(zhuǎn)速控制精度測試：對具有轉(zhuǎn)速控制功能的驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)，在10%-90%最高工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均選取10個不同的轉(zhuǎn)速點(diǎn)作為目標(biāo)值，按照某一轉(zhuǎn)速目標(biāo)值設(shè)定驅(qū)動電機(jī)控制器或上位機(jī)軟件，驅(qū)動電機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)直接旋轉(zhuǎn)加速，并至轉(zhuǎn)速穩(wěn)定狀態(tài)，計算實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的差值，或?qū)嶋H轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的偏差占目標(biāo)轉(zhuǎn)速值得百分?jǐn)?shù)，此值即為這一轉(zhuǎn)速目標(biāo)值對應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制精度。

轉(zhuǎn)矩控制精度測試：對具有轉(zhuǎn)矩控制功能的驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)，在設(shè)定轉(zhuǎn)速條件下的10%-90% 峰值轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，均選取10個不同的轉(zhuǎn)矩點(diǎn)作為目標(biāo)值，按照某一轉(zhuǎn)矩目標(biāo)設(shè)定驅(qū)動電機(jī)控制器或上位機(jī)軟件，驅(qū)動電機(jī)輸出由零轉(zhuǎn)矩直接工作至轉(zhuǎn)聚合轉(zhuǎn)速穩(wěn)定狀態(tài)，此過程不應(yīng)對電機(jī)控制器或上位機(jī)軟件做任何調(diào)整，計算實(shí)際轉(zhuǎn)矩值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的差值，或?qū)嶋H轉(zhuǎn)矩值與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值占目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的百分?jǐn)?shù)，此值即為特定轉(zhuǎn)速條件下，這一轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩控制精度。

轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制精度的測試，可以體現(xiàn)出整個閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力，同時控制精度的高低可以體現(xiàn)驅(qū)動器的效率，以便用戶提高電機(jī)系統(tǒng)的性能。致遠(yuǎn)電子嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)測試要求，推出MPT電機(jī)測試系統(tǒng)，同時通過其獨(dú)有的MotorTest軟件，在自動模式下實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的精確測試。

試驗(yàn)時驅(qū)動電機(jī)控制器設(shè)為直流母線電壓設(shè)為額定電壓，驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)宜處于空載、熱態(tài)、電動工作狀態(tài)。在轉(zhuǎn)速控制精度測試時，每一個設(shè)定的轉(zhuǎn)速目標(biāo)值均進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，選取轉(zhuǎn)速控制精度中的最大值作為驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制精度。在轉(zhuǎn)矩控制精度測試時，對于每一個設(shè)定的轉(zhuǎn)矩目標(biāo)值均進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)，選取控制精度中的誤差最大值，即為特定轉(zhuǎn)速條件下驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制精度，在加載過程中，驅(qū)動電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速會發(fā)生變化，其設(shè)定轉(zhuǎn)速可由測功機(jī)設(shè)定并控制。

從芯片角度去優(yōu)化，淺談BMS電池管理未來發(fā)展方向

來源：汽車電子設(shè)計

關(guān)于電池系統(tǒng)的各個部件、成本和重量的比例分配，其實(shí)是有趣的問題，以一個額定的小電池包（20kwh）、大電池包（60kwh）和PHEV電池包(8-10kwh)和HEV的包看，里面的電氣系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（BMS）的成本是一套對一個包，所以這兩項其實(shí)是隨著容量kwh的比例給攤薄了。

簡單來說，這個產(chǎn)品是圍繞鋰電池HEV Pack的降本實(shí)施的，把上一代的鋰電BMS拿過來看，將每個ASIC的通道進(jìn)一步增加了。

上一代的BMS

這一代的BMS

觀察AFE的變化，芯片的減少使得成本拉掉了36%，其核心是Denso有半導(dǎo)體技術(shù)，把ASIC的耐壓做高了，做到了150V的耐壓，整個供電方面都減小了。

這里有一個隱含的有趣的地方是，小容量鋰電池的自放電和由AFE泄露和工作電流差異引起自放電差異，電池大不覺得，當(dāng)電池小的時候，整個通路上的差異都會引發(fā)后續(xù)的變化，至少被動均衡的電流也給拉下來了。Stack也就是取電模組間的差異，通過高耐壓合并的模式，使得差異變得更小了。

BMU、BMS的殼體材料選擇，其實(shí)是塑料殼和金屬殼需要考慮防水(液冷系統(tǒng)尤其要考慮)、工作和均衡發(fā)熱的問題，以及EMC(模組和Pack裝配中的ESD的問題)。

我個人以為，未來BMS系統(tǒng)需要把多種能力整合在一起，從芯片角度來解決和優(yōu)化。特別是在HEV的推動下，其實(shí)單套BMS和BDU，已經(jīng)磨到成本很低(占比問題)。用EV的量，由于電子電器系統(tǒng)的成本占比比較低，其實(shí)都去關(guān)注電芯的價格了。未來真正大規(guī)模來做，錢不說一分一分省出來的，至少也是1塊1塊扣出來的。

小結(jié)：

做48V的和做HEV的公司，一定會給BMS和BDU，甚至是DCDC電子電器系統(tǒng)的成本精細(xì)化，提出非常嚴(yán)格的挑戰(zhàn)。在這里，賺錢都是按塊來算的，這其實(shí)才是汽車?yán)锩娴某B(tài)。如果以這幾年新能源汽車蓬勃發(fā)展的部件來看，其實(shí)是不大正常的。錢不能糟蹋的，是要一點(diǎn)點(diǎn)賺出來的，做BMS的兄弟們一定要提前適應(yīng)這種價格趨勢的變化。BOM的價格會比我們想象的競爭更殘酷。

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