任务四 了解电动汽车转矩控制
电动汽车在驱动和制动时的控制目标是控制转矩。在驱动时的转矩称为驱动转矩，即电磁力矩T=BIL，由于电机结构固定，力臂L是恒定值，所以电机转矩可理解为电机控制电流I的大小。在制动时的转矩称为制动转矩，在制动时，总制动转矩等于制动能量回收控制转矩和ABS制动控制转矩两部分产生的制动转矩之和。
一 驱动控制转矩
1.驱动控制转矩的产生
如图1-14所示，反映驾驶人转矩需求的加速踏板位置传感器采用冗余设计，主信号电压输出和副信号电压输出不同，但在车辆控制单元（VCU）内部经微控制器（MCU）处理后反映的是同一个加速踏板位置。在微控制器（MCU）内部查得在横轴加速踏板位置百分数时（例如50%），对应纵轴电机转矩300N·m。
电动汽车驱动转矩控制
图1-14 驱动控制转矩的产生
特别指出
图1-14是加速踏板位置传感器常用设计方法，早期有的电动汽车将加速踏板位置传感器电路直接接入到变频器内部的电机控制器（MCU）上。
2.驱动控制转矩的发送
如图1-15所示，车辆控制单元（VCU）内部经微控制器（MCU）将查得的驾驶人转矩需求数据300N·m经总线传递给变频器内部的电机控制器（Motor Control Unit, MCU）。MCU收到后决策如何完成这个任务。
图1-15 驱动控制转矩的发送
3.驱动控制转矩的实现
如图1-16所示，电机控制器收到300N·m这个任务后，开始计算电机对应的电流是多少，而对应这个电流的IGBT导通时间和时刻是什么。电机控制器控制IGBT驱动电路，驱动逆变桥的六个IGBT，实现汽车电机定子电流的控制。电机的相电流传感器将电流反馈给电机控制器（MCU），从而进行精确的IGBT导通时间修正，实现电机精确的电流反馈控制。
图1-16 驱动控制转矩的实现
二 制动控制转矩
1.制动控制转矩的产生
如图1-17所示，反映驾驶人制动转矩需求的制动踏板位置传感器采用冗余设计，主信号电压输出和副信号电压输出不同，但在车辆控制单元（VCU）内部经微控制器（MCU）处理后反映的是同一个制动踏板的位置。在微控制器（MCU）内部查得在横轴制动踏板位置百分数时（例如80%），对应纵轴制动转矩需求为1000N·m。
电动汽车制动转矩控制
图1-17 制动控制转矩的产生
特别指出
图1-17是制动踏板位置传感器常用设计方法，早期有的电动汽车将制动踏板位置传感器直接接入到变频器内部的电机控制器（Motor Control Unit, MCU）上，制动踏板位置传感器信号要经CAN返回到车辆控制单元（VCU）。
另外，制动踏板位置传感器信号也可输入到ABS控制单元，ABS控制单元执行计算制动总转矩，并分配自己要产生的液压制动转矩和电机要产生的制动转矩。
2.制动控制转矩的发送
如图1-18所示，车辆控制单元（VCU）内部经微控制器（MCU）将查得的驾驶人制动转矩需求数据1000N·m分解为ABS实现液压制动转矩800N·m，电机能量回馈制动转矩200N·m，并将这两个数据分别经总线传递给ABS/ESC控制单元和变频器内部的电机控制器（MCU）。然后，ABS/ESC控制单元和电机控制器（MCU）决策如何完成这个任务。
图1-18 制动控制转矩的发送
3.液压制动控制转矩的实现
如图1-19所示，ABS/ESC系统查得要产生800N·m的转矩需要车轮（假如为左前轮）的制动压强为8MPa, ABS液压泵电机工作产生压力，并通过打开的进液阀进入车轮，实现压强增大。
图1-19 制动控制转矩的实现
左前车轮液压通道内的压力传感器监测液压压强，如果压强大于8MPa, ABS/ESC控制单元控制进液阀关闭，阻止高压液体进入车轮的液压通道内，并将出液阀打开回液，以降低液压通道内的压强。通过进液阀和出液阀的数字化控制实现车轮的压强趋于8MPa。
4.电机制动控制转矩的实现
如图1-20所示，电机控制器（MCU）收到200N·m这个任务后，开始计算电机对应的电流是多少，而对应这个电流的IGBT导通时间和时刻是什么。电机控制器（MCU）控制IGBT驱动电路，驱动电路驱动逆变桥下桥臂的三个IGBT实现汽车电机定子电流的控制。电机的相电流传感器将电流反馈给电机控制器（MCU），从而进行精确的IGBT导通时间修正，实现电机精确的电流反馈控制。
图1-20 电机制动控制转矩实现