帶有負載跟蹤功能的效率優化型新能源汽車電機控制器

    近幾年來，新能源汽車飛速發展，成為我國未來汽車產業的熱門趨勢。從電動汽車的產業鏈來看，受益端主要可能集中在核心零部件，而核心電機的研發受阻。 

一、新能源汽車電機種類

    新能源電動汽車電機分為交流異步電機和永磁同步電機兩大種類，在純電動車和插電式混合動力車中，異步電機的應用達到50%～60%。

    1. 交流異步電機（歐美等國外廠家均在采用）

      優點：具有過載能力強、安全性好、體積小、可靠性高及低加工成本、便于維護等，且異步電機批量生產的條件非常成熟，已經成為交流驅動電動汽車的首選。      

      不足：中輕載運行功率因數低而導致的整體效率低，控制系統復雜（解決策略將在本文敘述）

    2. 永磁同步電機（國內作為重點，而生產大多是“作坊式”的）

      優點：體積小，效率及功率密度高于交流異步電機

      不足：稀土永磁材料價格貴，造價成本遠高于交流異步電機；過載能力差、長期運行會由于電機發熱而導致消磁，使用壽命短。

二、優化型新能源汽車電機控制器

     目前，電動汽車電機研發受阻，一是電池技術；二是稀土等礦物質的稀缺，其兩大因素成為新能源汽車技術和成本上的最大瓶頸。

前面講到，新能源汽車的交流異步電動機唯一的不足就是中輕載運行功率因數低而導致的整體效率低、控制復雜，神王電氣研發成功并在多個國家取得發明專利的Supermizer-SMX-EV效率優化型新能源汽車電機控制器攻克了這一難題。

附：SMX-EV控制器工作原理

  效率優化型電機驅動控制器（以下簡稱“效率優化型控制器”）采用功率跟蹤控制模式，使新能源電動汽車電機的功率緊緊跟隨車輪功率的變化，根據負載的實際需求，實時調整電機的輸入功率，保證電機在最小電流和最佳電壓的節能狀態下運行。

   電機（異步）在中輕載運行時，由于車載量、負載、路況、速度變化都很大，間歇性運行和變動負載運行時，鐵損、銅損都很大，效率和功率因數都很低，造成很大的能源浪費，常用的控制方法如直接轉矩控制、矢量控制法都不能較好的解決異步電機的效率問題。效率優化型控制器較好的解決了這個缺陷，提高了電機的運行效率，同時，內部帶有自動再生發電吸收功能，將減速慣性、下坡產生的動能轉化為電能向蓄電池充電，回收了能量，提高了新能源電動汽車的續航里程。

   效率優化型控制器通過內部的MCU單元，在線實時檢測新能源電動汽車電機負載率，當電機的負載從輕載到重載的變化過程，效率優化型控制器根據電機的負載變化，實時自動跟蹤,檢測數據處理，并在線調整電機的輸入電壓（V）和負載電流（I），保證新能源電動汽車電機在高效率、節能狀態下運行。使得異步電機的整體效率高于等于永磁電機的效率，同時又克服了永磁電機的過載能力差、壽命短、價格高等各種缺陷。

 2. 降低電機的鐵損、銅損，延長電機壽命

把電機輸入的電功率被轉換成為負載設備需要的機械出力和新能源汽車電機自身的損耗兩部分。

   下図所示、新能源汽車電機自身的損耗又由磁鐵的「鉄損」、導線的「銅損」及軸承摩擦、風扇的機械損組成。Supermizer-SMX-EV效率優化型新能源汽車電機控制器在線檢測新能源汽車電機負載率的變化（車上人多人少的變化、上坡、下坡行走），根據負載的實際需求，實時調整新能源汽車電機的輸入功率，保證在最小電流和最佳電壓的節能狀態運行。從以下的公式可以看出,新能源汽車電機電流和電壓的最小化就可以使新能源汽車電機自身的「鉄損」和「銅損」減到最小,實現在節能運行的同時減少新能源汽車的發熱,大大延長電機的使用壽命。

三、電機50HZ運行、跟蹤負載節能的概念

為比較直觀地理解跟蹤負載，2007年5月，委托國家電梯質量監督檢驗中心進行了測試，記錄下了觀的人數變化和數據變化，即證實了控制器的跟蹤負載功能是在50HZ運行的前提條件下，通過負載變化在線調整電機的輸入功率，使得電機一直保持在高功率因數狀態下運行。

附：國家電梯質量監督檢驗中心對SMX系列電機控制器的負載追蹤功能的檢驗報告

四、 Supermizer-SMX-EV新能源汽車電機控制器的適用范圍

     1.適用于新能源汽車的交流異步電機，在相同的充電電池量并且不改變電機運行速度的前提條件下，相比傳統的驅動器續航達30-50%。

    2. 適用于新能源汽車的永磁同步電機、無刷直流電機，功能并列于矢量（轉矩）型控制器。