CV800二合一驅(qū)動(dòng)器在新能源汽車空調(diào)上的應(yīng)用研究

彭紅超，郭文明

（鄭州新基業(yè)汽車電子有限公司，河南 鄭州 450000）

新能源汽車6~7米大巴空調(diào)一般直接采用內(nèi)置驅(qū)動(dòng)模塊的壓縮機(jī) （例如海立壓縮機(jī)），而8~12米大巴汽車空調(diào)采用的是變頻器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)方案。

內(nèi)置驅(qū)動(dòng)器的壓縮機(jī)自帶驅(qū)動(dòng)模塊，不用另外購(gòu)置變頻器來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。電機(jī)一般是永磁同步電機(jī)，體積小、效率高、能效比高。缺點(diǎn)是壓縮機(jī)排量不大，由于轉(zhuǎn)速高，排氣葉片斷裂的風(fēng)險(xiǎn)加大，大功率驅(qū)動(dòng)板目前市場(chǎng)上尚不成熟。變頻器驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)方案非常成熟可靠，壓縮機(jī)采用的是交流電機(jī)，排氣量大，故障率低，運(yùn)行可靠。缺點(diǎn)是體積大、重。而CV800二合一驅(qū)動(dòng)器不但自帶變頻器和DCDC，而且體積小，便于安裝，在新能源空調(diào)中長(zhǎng)大巴領(lǐng)域彌補(bǔ)了這一短板。

1 CV800

1.1 概述

CV800二合一驅(qū)動(dòng)器 （圖1）包含1個(gè)變頻器以及1個(gè)雙路可調(diào)壓輸出的DCDC電源，可以實(shí)現(xiàn)有刷風(fēng)機(jī)以及無刷風(fēng)機(jī)的控制。

1.2 技術(shù)規(guī)格

技術(shù)規(guī)格分為兩部分：變頻器和DCDC，具體見表1和表2。

圖1 CV800二合一驅(qū)動(dòng)器

表1 變頻器

表2 DCDC

1.3 CV800與空調(diào)控制器連接示意圖 （圖2）

圖2 CV800與空調(diào)控制器連接示意圖

2 CAN總線電路設(shè)計(jì)

CAN總線電路主要由CAN控制器、CAN收發(fā)器和外圍電路組成 （圖3）。CAN控制器一般集成在MCU芯片中，主要完成ISO 11898-1中數(shù)據(jù)鏈路層定義的內(nèi)容，CAN收發(fā)器主要完成CAN協(xié)議和總線電壓之間的轉(zhuǎn)換功能，外圍電路主要功能是提高EMC性能和一些線路保護(hù)的設(shè)計(jì)。

圖3 CAN總線外圍電路圖

2.1 建議的外圍電路

外圍電路的設(shè)計(jì)會(huì)影響ECU的EMC性能，本部分參考了J1939-11中的建議電路，并增加了一些電路保護(hù)功能，示意圖見圖4。

圖4 建議的外圍電路

主要外圍電路的功能如下。

1）共模電感?？梢砸种乒材８蓴_，提高電磁兼容性。線圈電感的典型值約為51μH。如果沒有安裝共模電感，則其位置也應(yīng)該保留，可通過“零歐電阻”來實(shí)現(xiàn)旁路。

2）終端電阻。HVAC不含總線終端電阻，但需要預(yù)留終端電阻的位置，CAN線間的阻值要求10~100kΩ之間。

3）EMC電容。為了改善EMC特性，可以安裝EMC電容。在設(shè)計(jì)PCB需要預(yù)留該器件的安裝位置，要求C2和C3的數(shù)值相同，并且參數(shù)差值不超過10%，且標(biāo)稱值建議為47pF。

4）靜電過壓保護(hù)。靜電釋放保護(hù)和過壓保護(hù)器件有助于保護(hù)ECU不受靜電放電 （ESD）事件的破壞。PCB設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)留D1和D2的安裝位置，推薦任一總線的ECU模塊的靜電釋放保護(hù)電壓大于等16kV。

2.2 CAN總線接口原理圖 （圖5）

圖5 CAN總線接口原理圖

2.3 CAN協(xié)議報(bào)文格式 （表3）

表3 CAN協(xié)議報(bào)文格式

3 整機(jī)調(diào)試

1）空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析 （表4）

2）整機(jī)運(yùn)行波形圖 （圖6）

表4 空調(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析

圖6 正弦波為壓縮機(jī)實(shí)際工作電流波形圖1A／0.1V

4 結(jié)語

CV800二合一大巴空調(diào)驅(qū)動(dòng)器包含一個(gè)變頻器以及一個(gè)雙路可調(diào)壓輸出的DC／DC電源，可以實(shí)現(xiàn)有刷風(fēng)機(jī)以及無刷風(fēng)機(jī)的控制，滿足IP65防護(hù)等級(jí)。 實(shí)驗(yàn)證明，該驅(qū)動(dòng)器經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、可靠，適用于各種新能源空調(diào)大巴，在汽車電子行業(yè)有很好的應(yīng)用前景。