现今,汽车不再是单纯的机械产品,而是复杂的机电一体化产品,安装在汽车中的电机数量持续增加。据预测,到2020年,每辆豪华车中的电机数将多达120台。直流无刷 (BLDC)电机由于具有多种优势,正被越来越多地整合至汽车水泵、油泵、燃油泵、散热风扇、暖通空调(HVAC)、混合动力系统、座椅风扇等部件,实现更高能效和性能。
直流无刷电机的优势
直流无刷电机无需电刷和换向器,解决空间受限的系统设计,且不用担心一般的磨损、火花和噪声,提供良好的控制,为汽车内的特定应用提供可变速控制。更重要的是,直流无刷电机可提升燃油能效,节省约60%~70%的能耗。当无刷电机用于电动助力转向(EPS),行驶里程增加3~5%,用于 电动水泵(EWP)及电动油泵(EOP)提升约3%的能效,用于燃油泵提升约1%的能效。例如,水泵和油泵通常通过发动机电源运行。如果发动机停止,发动机启停系统就没有电源。但是,如果电机用于水泵和油泵,无论发动机是启动还是停止,这些功能都可独立运行,从而提升燃油经济性。
思考:采用直流无刷电机的设计
若采用直流无刷电机替代有刷电机,那么以前必须由换向器机械式完成的工作,现在通过三相逆变器电气化完成。逆变器需要一个门极驱动器,它通常由一个微控制器实施复杂的软件算法来控制。这增加了系统复杂性,对工程师来说是一大技术挑战。而安森美半导体推出的智能直流无刷电机控制和驱动芯片LV8907,可解决这一挑战。该方案无需外部电机位置传感器或系统微控制器,减少PCB占位面积,自带嵌入式控制算法,无需自写电机控制算法,降低系统复杂性,缩短开发周期,加快产品上市。