VCU--车辆驱动

一、车辆驱动逻辑

油门踏板变化——>VCU解析驾驶员意图，结合策略发送扭矩指令——>电机控制器发送控制指令给驱动电机——>驱动电机控制车轮的速度和加速度。

1. VCU 给电机控制器的指令：

• 速度指令：设定电机的目标速度。
• 扭矩指令：设定电机的目标扭矩输出。
• 方向指令：控制电机的旋转方向（正转或反转）。
• 模式选择：选择电机的工作模式，如经济模式、运动模式等。

2. 电机控制器给驱动电机的指令：

• 电流控制：根据VCU的指令调整电机的电流输入，增加电流通常会增加电机的扭矩。
• 电压控制：调节电压可以改变电机的转速。
• PWM信号：通过脉宽调制（PWM）信号控制电机的功率输出。
• 换向控制：根据电机类型（如无刷直流电机）进行换向控制。

3. 扭矩和电流的关系：

• 线性关系：对于大多数电机来说，输出扭矩与电机中的电流成正比。即增加电流会增加扭矩。
• 物理原因：扭矩是由磁场与电流的相互作用产生的，电流越大，产生的磁力越强，扭矩越大。

4. 转速和电压的关系：

• 线性关系：转速与施加在电机上的电压大致成正比。增加电压会提高电机的转速。
• 物理原因：更高的电压导致更高的电机内部电势差，从而驱动电机以更高的速度旋转。

二、补充

1. 驱动电机恒定功率状态

驱动电机功率=转速×扭矩

恒定功率状态通常指电机在特定工况下，驱动电机输出的功率保持相对恒定的运行状态。
VCU 解析驾驶员驾驶意图，如果判断驾驶员加速或者车辆处于爬坡，会控制电机进入恒定功率状态。

恒定功率下，电机的转速和扭矩是反比关系。

1-1 典型应用场景：

• 巡航控制：在车辆匀速行驶时，电机需要维持恒定的功率输出，以保持稳定的速度。
• 爬坡：在持续上坡的情况下，电机需要不断调整转速和扭矩，以提供足够的动力，同时保持功率的稳定。
• 负载变化：当车辆载重变化（如上客或下货）时，电机需要适应负载的变化，通过调整转速和扭矩来维持恒定功率。

1-2 在恒定功率状态下，动力电池向电机控制器提供的电能并非绝对恒定，而是根据电机控制策略和实际需求进行动态调整。

2. 车辆加速的过程，简单来说车辆加速经历3个过程：

1. 初始加速阶段（扭矩增大，转速逐渐增加）：

   • 当驾驶员踩下油门踏板时，电机首先增加输出扭矩。这是因为在起步或低速时，需要较大的扭矩来克服静止惯性和滚动阻力。
   • 在这个阶段，电机的转速开始逐渐增加，但主要是通过增加扭矩来实现加速。

2. 持续加速阶段（扭矩保持，转速增加）：

   • 随着车辆速度的增加，电机的转速也开始显著增加。
   • 在某个速度区间，电机可能会达到其最大扭矩输出，此时扭矩保持不变，而转速继续增加。
   • 这种情况下，车辆继续加速，直到达到所需的速度或电机的功率限制。

3. 恒速巡航阶段（扭矩降低，转速保持）：

   • 当车辆达到所需的巡航速度时，电机的扭矩需求降低，只需提供足够的扭矩来克服空气阻力和滚动阻力。
   • 在这个阶段，电机的转速保持恒定，车辆以恒定速度行驶。

3、电机扭矩对应车辆的加速度 电机转速对应车辆的轮速

• 电机的扭矩是指电机输出的旋转力矩，它直接影响车辆的加速度。
• 当电机输出更高的扭矩时，车辆能够获得更大的驱动力，从而提高加速度。
• 电机的转速是指电机旋转的速度，通常以转每分钟（RPM）为单位。
• 电机转速通过传动系统（如变速器和差速器）转换为车轮的转速，从而影响车辆的行驶速度。
• 踏板开度和发动机转速不是线性关系，需要取决于VCU的调控策略；同样油门踏板不变，电机功率不一定保持不变。

4. 速和扭矩不同时简单增大

• 功率限制：如前所述，功率是转速和扭矩的乘积。若电机的输入功率有限，同时增大转速和扭矩会超出电机的功率能力，导致系统不稳定或电机过载。
• 负载特性：在实际应用中，电机的负载需求决定了转速和扭矩的分配。例如，车辆加速时需要高扭矩，但不一定需要极高的转速；而在巡航状态下，需要较高的转速但扭矩需求较低。
• 控制策略：电机控制器通常会根据实际需求在转速和扭矩之间进行动态调整，以优化性能和效率，而不是同时最大化两者。