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宇见大咖|宇通重卡的集成电控管得到底有多“宽”?

发布时间:2024.05.17 浏览次数:-

一夜的大风,将天空擦洗得更加湛蓝,宇通重卡宇见大咖第三期直播在5月15日与大家如约见面。

在这场知识与热情交织的直播盛会中,我们不仅深入探讨了电控技术的奥秘,还一同见证了宇通重卡在新能源领域的创新与突破。

宇见大咖|宇通重卡的集成电控管得到底有多“宽”?

此次直播不仅是一场知识的盛宴,更是一次深入探索新能源重卡电控技术革命的旅程。我们有幸邀请到了宇通新能源研究院的高级工程师滑志龙老师,他以深入浅出的方式,为我们揭开了电控系统作为新能源车“大脑”的神秘面纱。

亮点回顾 科技干货大揭秘

宇通重卡宇见大咖直播栏目在前两期为大家详细讲解了新能源车辆最核心的技术:车辆动力之源——电池、车辆心脏——电机。本期我们聚焦的电控技术,就像是车辆的大脑一样,控制着车辆怎么跑、怎么停,具体如何实现集中控制管理?一起来看看吧~

Q1:电控系统到底是什么呢?

A:电控系统处于电池和电机之间,上承电池的高压直流电源的输出,下启电机的三相交流输入,打通了能量流通的路径,同时可以判断司机的意图实现车辆的前进、后退、加速、减速、制动等功能。

通常我们所说的电控一般指整车控制器,但随着新能源车的电控越来越多,现在将动力系统的电控称为电控系统,包含整车控制器、电机控制器、电池管理系统等。

整车控制器就像我们的大脑一样,判断、协调、发令,通过采集油门、刹车、踏板挡位等传感器信号,判断司机的意图,协调好车上各种控制器,控制好整车的行驶;电机控制器像我们的肌肉一样,通过响应整车控制器的指令,控制电机旋转,不同的是,新能源车在电机控制器的加持下可以实现能量回收,电动车之所以节能,就是能量回收的作用;电池管理系统主要实时监控电池单体电压、做好充放电管理、均衡管理和热管理等。

Q2:电控系统像大脑神经一样遍布整车,都掌管哪些地方?

A:我们从纵向、横向、刹车、启动等方面梳理一下就清晰了。

纵向:指车辆行驶方向,电车动力是电机控制器将电池的高压直流电转换为电机的三相交流电,驱动电机带动车轮实现车辆前进、后退、加速、减速等,这个给行驶方向提供动力的作用是电控系统在做,通常叫做牵引电机控制器。

横向:指车辆转向方向,在商用车上,为了确保安全常使用双源转向,双源指低压助力源和高压助力源,没有这项转向助力功能,会很难打动方向盘,这个高压助力转向电机的控制器也是电控系统在做,通常叫做转向电机控制器。

刹车:商用车使用高压空压机提供空气压力源,为刹车系统的储气装置供气,这个空气压缩机的控制器也是电控系统在做,通常叫做空压机电机控制器。

启动:我们以往说到的电池主要指动力电池,还有一个低压蓄电池主要用来启动车辆,商用车一般是24V,乘用车12V,这个电池低于8V或者16V时,电池发生亏电车辆不容易启动,新能源车通过DCDC设备给低压电池补电,将高压电池降压补给低压蓄电池,这也是电控系统做的。

车辆其它方面,比如空调、除霜、座椅加热等,也都是电控系统在做。

Q3:平常代步的新能源车,和重卡车上的电控一样吗?

A:原理上来说是一样的,都包含整车控制器、电机控制器、电池管理系统,但是乘用车和重卡因使用场景不同导致其电控系统也是存在差异的。  

负载能力不同:

重卡的负载比乘用车要重得多,因此需匹配的电机功率也较大,对电机控制器输出电流能力要求也较大。同时重卡一般都是用来运输货物的,在重负载的情况下还需保障安全可靠稳定运行、长时间运行、长寿命运行,这也要求重卡的电控系统设计时结构强度、电流输出能力、散热能力等要更强。

使用环境不同:

重卡一般在比较恶劣的工业环境和特定运输场景下工作,因此,电控系统在设计时需要着重考虑防水、防尘、防腐、防辐射,高温运行等;宇通重卡在防护等级上、抗振性能上,都是按国标的最高要求设计的,在防水方面甚至超出了国标,做到了2米水深72h不进水,做到了高压水枪冲洗不进水等。

安全保障要求不同:

重卡相对于乘用车来说运营环境恶劣,因此,其电控系统需要更多的安全保障措施。重卡对车速进行了限速和超速保护;对负载运行进行了故障监控,具备过压、过流、过温、缺相、短路等故障的识别和保护,更安全。同时,借助于宇通强大的后台监控平台,还可以分析司机的驾驶习惯,做一些策略上改进,如油门刹车切换的响应延迟,防误踩等。 

总的来说,乘用车的电控系统倾向于提供卓越的驾驶体验和舒适性,而商用车则在耐用性和适应复杂工况方面有更高的要求。

Q4:宇通在电控系统方面有哪些独到之处?如何实现在各种复杂工况下运筹帷幄的?

A:宇通重卡电控系统既要拥有一个强大的大脑,还要有一个有趣的灵魂。

这个灵魂就是我们软件大咖们的杰作,根据车辆所能遇到的场景,软件大咖们提前做出一系列策略,一旦遇到这种场景,触发车辆进入相应的模式,如起步模式,松门后滑行制动模式、空满载切换模式、转速脱困模式、防溜坡模式等等,这些让重卡大脑更聪明,重卡这个队友聪明了,这样卡友才能轻松的开。

简单说一下转速脱困模式,更直白点就是在模拟司机进行的脱困,一般在软土路面、虚土路等非铺装路况容易出现,进入脱困模式后,整车控制系统启动电机转速控制稳定行驶车速,控制车轮充分利用路面极限附着条件,辅助车辆从泥地等工况中脱困。

Q5:宇通重卡是如何应对驾驶过程中的噪音问题的?

A:除了电机的降噪技术、隔音技术外,电控系统也针对电磁噪音和传动系统噪音,做了提升和优化工作。

针对车辆的电磁噪音: 

一方面优化了SPWM调制方法,主要是从电机的输入方面降低电流的谐波含量,减小电机的电磁噪声。(波都是有频率的,1s变化多少次,谐波是基波频率的整数倍),另一方面是采用随机载频技术,这个技术可以使电机系统比较尖的一些噪音柔和一些,从感官上相对小一些。

针对传动系统噪音:

重卡针对性地开发的有源阻尼控制技术,主要针对传统车上采用扭转减振器、飞轮等被动阻尼器说的,采用主动阻尼技术,解决起步和模式切换时传动系统间隙引起的抖动或撞响,增加车辆的驾乘舒适性,这些都是宇通重卡电控系统为卡友降噪做的微薄之力。

Q6:宇通重卡刚上市的行业首款新能源矿区专用自卸车,重载爬坡有劲吗?

A:山区自卸车动力系统的配置是重型控制器+大功率电机+6挡变速箱动力系统。

应对客户矿区最大重载达90t运行工况,其中6挡箱是宇通持续坚持的矿区自卸方案,整车控制算法通过变速箱“减速增扭特性”可以放大电机驱动扭输出,支撑车辆最大25%以上爬坡能力,实现客户常用山区工况100%全覆盖,其中10-15%坡道爬坡最高车速较同行四挡箱高近1倍左右,为了有劲,电机控制器的电流输出能力也做了加强,采用散热更好的材料、散热齿的最优设计、水道的优化设计,进一步提升散热能力,助力控制器电流输出能力进一步提升,电流能力提升6%,达到900A;持续输出功率增加,瞬间峰值功率增加,总的来说,就是有劲儿。

Q7:同样都是400度电的车,宇通跟其他品牌有什么区别?

A:同样得电量,谁的车电量损失的小,就跑得更远;谁的剩余电量测量的准,谁家就有信心让客户多跑。

剩余电量测得准不准,得看BMS电池管理系统的SOC精度。宇通电池的管理系统的SOC精度有效控制在4%以内,已是行业领先,保证了电池电量显示的精确性,让客户有信心多跑。电量损失方面主要受电机和电机控制器效率的影响,电机控制器效率主要受开关损耗和导通损耗的影响,简言之就是开关次数少损耗就小,导通压降小损耗就小。

首先,把电机和控制器进行标定匹配,通过电机标定特定转矩、转速工况下的最佳电流矢量,以此保证电机电流最小值,此时电机控制器的损耗就会变低,宇通重卡电机最高效率≥97.5%,效率≥90%区域占比达到90%以上,电机控制器最高效率99%,电机电控系统最高效率≥96%,行业领先。

其次,结合车型运行在低速、高速的场景,通过变载频技术让电机控制器载波频率在不同的工作区间实时变化,在低转速区间降低载波频率,降低了开关损耗;在高频阶段恢复高频载波控制,通过变载波频率的控制,实现对电机的精确控制,提高电机系统高速区域运行效率。

Q8:电控系统管得挺多,那它出毛病的几率高不高?

A:这个真不高,主要借助于宇通成熟的电控平台和宇通对质量的极致追求。

宇通新能源电控技术起步早,已经在客车上积累了10多年的经验,借助客车的成功经验,在商用车上进行适应性开发应用,基础版本好,底子好,自然问题就少,故障率也低。

同时宇通讲究稳扎稳打,针对每一个市场,会对该市场进行路谱的采集和分析,形成需求点,对电控系统做好匹配验证再上市,不把市场当试验场,把问题消灭在产品适配阶段,这样车辆发布运行后,就能保障车辆没有问题;比如路谱显示该地区爬坡比较多,在电控系统匹配时,会关注持续功率输出能力;该地区路况比较差,就会增加减震垫和提升支撑架强度等等。

Q9:比起别的车,宇通重卡的车空间可大,驾驶室特别宽敞舒适,如何做到的?

A:这个也是宇通以客户为中心的一个体现,让客户拥有一个大的驾驶空间,提升客户感受,为客户创造价值,简单来说就是集成,将多个功能部件集成管理。

以前重卡驾驶舱下放置了各种各样的高压部件,为了能够布置完成,很大程度上牺牲了驾驶室空间,现在宇通将多个部件集成在一起,实现了共用壳体、减少安装点,减少走线连接,这样就节省了安装空间,节省的空间就给驾驶室了,自然驾驶室空间就大了。

这些空间的提升是基于多合一动力域控制器的开发成功,实现可主电机控制器、转向电机控制器、空压机控制器、DC/DC(支持整车24小时监控)、电附件配电、直流充电、绝缘检测、上装配电等功能部件的集成,实现零部件数量减少,通过电路集成、芯片复用、壳体共用实现系统减重、降本,可支撑体积减小约20%,高压连接点减少30%;同时高压连接点的减少,操作更方便,高压线路更安全可靠。

宇通重卡在驾驶室设计上的这些创新集成技术,不仅提升了空间使用效率,还增强了车辆的可靠性和安全性,这对于提升司机的驾驶体验来说无疑是个巨大的加分项。

Q10:宇通重卡所有车型的电控是不是都一个样?

A:不是一模一样的,宇通的电控系统是按平台划分的,整车控制器和电池管理系统是通用是一样的,但电机控制器结合电机的功率制定了三个平台:轻型、中型、重型集成控制器;轻型可匹配峰值功率160kW的电机,支撑客车8.5m以下、轻卡等车型;中型匹配峰值功率240kW电机,支撑客车10米-12米、团体、工程机械、环卫等车型;重型匹配峰值功率430kW电机,支撑客车18米、双层、团体,工程机械、重卡的搅拌车,牵引车,自卸车;矿卡由于负载大,需求功率较大,使用双电机与之匹配,同时使用两个重型控制器进行匹配。

平台化的应用,加速了产品的应用经验积累,使产品快速趋向稳定,同时带来了规模化生产,确保了生产和产品上一致性,最终给客户带来了价值,车辆问题少,长时间运营有保障,服务时间长,赚钱自然就多。

Q11:我买了宇通重卡之后遇到问题能及时给我解决吗?这么多车能管得过来吗?

A:重卡作为生产工具,如果出现了问题不能及时解决,直接会影响卡友们赚钱,为保证每辆车每天正常运营,宇通售后服务采用“厂家直服”模式,具备效率高、响应快的优势,让终端用户直接和宇通“无缝衔接”,规避第三方授权服务不可控、不能为客户增值的风险和问题,及时解决用户在运行中出现的问题。

全国范围内,宇通商用车已设置北部、西北、中部、东南、华南5个服务组,直服经理30名以上,合作单位40家以上。同时宇通商用车还共享宇通集团资源,宇通集团全国范围内,直服经理400名以上,4S中心店13家,签约服务网点2000余家,配件经销商200余家。达到客户60km范围内,必有宇通服务站,宇通商用车承诺,质保期内驻点服务,随叫随到;质保期外,管家式服务,30分钟响应,4h到达现场,宇通始终秉承以客户为中心,保证每台车,每天正常运营。

互动热烈 科技探索话未来

直播间的科普环节干货满满、互动环节反响热烈,卡友们积极提问,我们及时解答,并为幸运观众送出了精美的宇通重卡车模。我们收到了众多卡友的积极反馈,他们对宇通重卡的电控技术表示出浓厚的兴趣,并对直播内容的专业性和实用性给予了高度评价。

这里不仅是一个获取知识的平台,更是一个解决问题的窗口。无论你是老司机还是新卡友,无论你的问题是大是小,只要是关于新能源重卡用车问题,我们都会为您解决。

宇见大咖|宇通重卡的集成电控管得到底有多“宽”?

宇见大咖|宇通重卡的集成电控管得到底有多“宽”?

虽然本次直播已落下帷幕,但宇通重卡对技术的探索和对服务的追求永不止步。我们将继续通过“宇见大咖”直播间,带来更多前沿技术分享和用车知识。

感谢每一位参与直播的卡友,您的支持是我们前进的动力。请继续关注宇通重卡,锁定每月第三周的周三,我们直播间不见不散!宇通重卡,与您一同驾驭未来,共创辉煌!

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