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电机控制器电控系统有什么作用?IGBT的作用是什么?

满格电新能源汽修 2021-10-25 17:36 发文

电控系统,如单纯指电机控制器,其主要作用是控制电机输出扭矩,使车辆行驶,整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。

控制器的能量来源于高压电池组(高压直流,一般300-400 v),电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和 IGBT等,对不同电机采用不同的控制算法,将直流电转换成交流电,然后输出给电机,再使电机产生扭矩。

系统框图如下:

IGBT的作用是什么?

IGBT主要用于能量转换和传输,广泛应用于新能源汽车、智能电网、航空航天和通讯等领域。

IGBT的全名为:绝缘栅双极晶体管,是一种在新能源汽车上应用极为广泛的半导体。半导体是什么?良好的金属的导电性叫做导体、塑料、陶瓷、木材的导电性差,称为绝缘体。在导体和绝缘体之间,半导体是导电性能。

IGBT是一种由控制电路控制、是否导电的半导体。例如控制电路指示为通,那么 IGBT就是导体,电流通过,如果控制电路指示为断,则IGBT就是绝缘体,电流断开。IGBT可以很容易地将输入的直流电流转换为交流电,只需通过脉宽调制即可转换为频率。充电桩从电网中接出的电流是标准的220伏交流电,而特斯拉电动汽车的电池充电则要求用直流电充电,这就要求 IGBT将交流电变成直流电,并把电压提高到电动车需要的400伏的电压上,才能给7000节18650电池充电。IGBT的性能直接决定了电动车的充电效率和充电速度。

IGBT导通时,可承受数十至数百安培的电流,而断开时,可承受数百至数千伏的电压,而 IGBT在大电流电压下,也可有极高的开关速度,每秒可达一万次。所以 IGBT的好与坏,就直接决定了电动车的加速速度,最高速度是多少,电耗高低,能不能秒级起跑,能不能平滑变速,能不能稳定地停车,性能全靠IGBT。

IGBT是能量转换和传输的核心器件,其它电动汽车如高铁也大量使用 IGBT,一辆高速铁路上要用近200个 IGBT芯片, IGBT很贵,一块进口三菱的 IGBT芯片 IGBT很贵, IGBT控制芯片价值15万左右。用大约150块 IGBT芯片的特斯拉 Model 3上,除了电池之外,这也是最昂贵的部件,占总成本的20%以上。

IGBT市场基本上被国外的英飞凌、三菱等公司垄断,中国有自主知识产权,做的比较好的是比亚迪

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