得益于在電機(jī)設(shè)計(jì)、功率電子和驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)方面的內(nèi)部投入，蓋瑞特解決了車輛牽引、冷卻、供氣等方面的各類行業(yè)難題，在高速電機(jī)領(lǐng)域取得了達(dá)到世界先進(jìn)水平的進(jìn)步。

同時(shí)，這三大要素共同造就了轉(zhuǎn)速超過(guò)200,000轉(zhuǎn)/分以上的電機(jī)，可應(yīng)用于燃料電池、混合動(dòng)力和純電動(dòng)動(dòng)力總成系統(tǒng)。這為蓋瑞特電動(dòng)渦輪增壓（E-Turbo）、電動(dòng)空壓機(jī)（E-Compressor）、電驅(qū)（E-Axle）和電動(dòng)冷卻壓縮技術(shù)（E-Cooling）提供了出色的效率、扭矩和整體性能。這些創(chuàng)新技術(shù)是汽車行業(yè)邁向低排放和零排放時(shí)代的關(guān)鍵推動(dòng)力。

蓋瑞特豐富的機(jī)械工程積累為電氣化的成功奠定了基礎(chǔ)，甚至基于電機(jī)控制軟件和算法實(shí)現(xiàn)了逆變器技術(shù)以每秒30,000次的速度調(diào)制電壓。這相當(dāng)于控制系統(tǒng)在眨眼之間對(duì)電壓進(jìn)行多達(dá)12,000次的調(diào)整。

尤其與眾不同的是，在沒(méi)有傳統(tǒng)測(cè)量轉(zhuǎn)子角度和速度的傳感器的情況下，仍實(shí)現(xiàn)了速度和調(diào)制——在蓋瑞特的電機(jī)中，這一功能是由內(nèi)部團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的算法所實(shí)現(xiàn)的。在無(wú)傳感器算法環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，蓋瑞特?zé)o需使用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置中的編碼器或解析器，就可實(shí)現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)速，從而降低成本，這也是汽車制造商考慮的因素之一。

覆蓋全球的控制專業(yè)知識(shí)

控制團(tuán)隊(duì)是蓋瑞特電氣化卓越運(yùn)營(yíng)中心（ECOE）的一部分，這個(gè)全球工程師網(wǎng)絡(luò)融合了電機(jī)設(shè)計(jì)、功率電子和控制技術(shù)以及整體系統(tǒng)集成和驗(yàn)證方面的專業(yè)知識(shí)。

對(duì)這種能力的投入推動(dòng)了全球出色的創(chuàng)新，其中包括電動(dòng)渦輪增壓器（E-Turbo），它在渦輪軸上集成了一個(gè)小型電機(jī)，有助于按需輸送空氣，提高燃油效率和瞬態(tài)性能。蓋瑞特電機(jī)控制工程師在推動(dòng)這一渦輪增壓技術(shù)進(jìn)步方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，他們目前還參與了許多汽車廠商的項(xiàng)目，涉及混合動(dòng)力、燃料電池和電動(dòng)汽車的系統(tǒng)層面。

通過(guò)算法和軟件編碼體現(xiàn)的控制專業(yè)知識(shí)是蓋瑞特在電機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于核心地位的基礎(chǔ)，尤其在推動(dòng)微處理器的發(fā)展方面。微處理器包含控制逆變器和電機(jī)的所有軟件和算法。

蓋瑞特電機(jī)控制軟件負(fù)責(zé)人Ali Najmabadi表示，“本質(zhì)上，軟件是決定功率電子如何控制電機(jī)的中樞。我們的算法利用功率電子驅(qū)動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要交流電流和交流電壓，兩者必須合成。在汽車中無(wú)法獲得完美的交流電壓源，但我們利用逆變器從電池直流電壓中合成交流電壓。這就是功率電子的作用。蓋瑞特以功率電子驅(qū)動(dòng)電機(jī)。”

此領(lǐng)域?qū)﹂_(kāi)關(guān)速度的要求越來(lái)越高。蓋瑞特正在推動(dòng)其算法支持較高的電機(jī)轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)200,000轉(zhuǎn)/分。隨著轉(zhuǎn)速的提高，開(kāi)關(guān)頻率也逐步提高，這就提出了一項(xiàng)挑戰(zhàn)，即在不降低精度和可控性的前提下，如何最大限度地減少每個(gè)電氣周期的采樣次數(shù)，以降低對(duì)處理能力和逆變器成本的需求。蓋瑞特已成功地在每個(gè)電氣周期10個(gè)采樣點(diǎn)中保持200,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速，這是很難實(shí)現(xiàn)的。

Ali說(shuō)道，“我們是電機(jī)控制工程師，用軟件語(yǔ)言表達(dá)控制算法。雖然有很多組織和機(jī)構(gòu)參與電氣化工作，但能夠以我們現(xiàn)在稱之為標(biāo)準(zhǔn)的速度和功率來(lái)控制電機(jī)的組織和機(jī)構(gòu)卻寥寥無(wú)幾?！?/p>

推動(dòng)測(cè)試與模擬的突破性發(fā)展

蓋瑞特決定在內(nèi)部建立電機(jī)技術(shù)能力，即一切都在內(nèi)部生成，可以完全掌控端到端流程和控制系統(tǒng)。因此，不存在外包軟件和算法開(kāi)發(fā)方面的風(fēng)險(xiǎn)。

這種獨(dú)特能力意味著控制團(tuán)隊(duì)必須開(kāi)發(fā)自己的模擬和測(cè)試程序，尤其是在數(shù)字世界中模擬出物理世界中的超高電機(jī)轉(zhuǎn)速。

在數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的較低轉(zhuǎn)速下，測(cè)試機(jī)器并了解其特性相對(duì)可行。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)速高達(dá)200,000轉(zhuǎn)/分時(shí)，挑戰(zhàn)就會(huì)顯著增加。目前尚無(wú)可行的解決方案能在如此高的轉(zhuǎn)速下輕松測(cè)量角度和速度，因此蓋瑞特開(kāi)發(fā)了利用速度和位置傳感器的創(chuàng)新方法。

“我們正在努力突破傳統(tǒng)工具無(wú)法達(dá)到的極限?！盇li表示，“當(dāng)同行了解到我們的方法可以捕捉超過(guò)200,000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速和極端水平的角度時(shí)，他們對(duì)我們的創(chuàng)新感到震驚。這真正凸顯了蓋瑞特的開(kāi)創(chuàng)性。”

這種方法也符合蓋瑞特的企業(yè)精神，即投資于自身能力，以保持對(duì)開(kāi)發(fā)過(guò)程每個(gè)階段的控制，促進(jìn)創(chuàng)新文化，確保產(chǎn)品保持先進(jìn)地位。

滿足并超越客戶要求

對(duì)于新項(xiàng)目，起點(diǎn)意味著要考慮客戶需求，并評(píng)估現(xiàn)有算法是否適合或需要重新校準(zhǔn)。這意味著要了解整個(gè)物理系統(tǒng)——從電機(jī)到逆變器，再到其運(yùn)行條件。例如，就速度控制器而言，這不僅包括軟件和電子驅(qū)動(dòng)硬件，還包括空氣動(dòng)力學(xué)等要素。

初步評(píng)估涉及模擬環(huán)境的簡(jiǎn)單模型，以模擬實(shí)際的物理系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)深入研究細(xì)節(jié)，考慮各種算法架構(gòu)，權(quán)衡利弊，考慮蓋瑞特?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的模擬數(shù)據(jù)，并與多個(gè)部門的專家合作。

Ali表示：“作為電機(jī)控制工程師，我們要在功率電子和電機(jī)設(shè)計(jì)之間建立橋梁，并用算法和軟件語(yǔ)言來(lái)表達(dá)，以便控制物理系統(tǒng)?！?/p>

最終目標(biāo)是什么？一種可以在微處理器上以最快計(jì)算速度和最小內(nèi)存占用實(shí)現(xiàn)的算法，并最終通過(guò)一系列嚴(yán)格測(cè)試，以確保滿足客戶的需求。

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