新能源汽车电机驱动控制技术的研究

李晓华

摘 要：本文由当前新能源状况引入，从问题以及新能源汽车的应用优势进行展望，介绍了新能源汽车的电机驱动控制技术，包括电机驱动控制和电机驱动控制器，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：新能源 汽车 电机驱动

Research on Motor Drive Control Technology of New Energy Vehicles

Li Xiaohua

Abstract：This article is introduced by the current new energy situation， looking forward to the problems and the application advantages of new energy vehicles， and introduces the motor drive control technology of new energy vehicles， including motor drive control and motor drive controller， hoping to provide effective reference.

Key words：new energy， automobile， motor drive

1 新能源汽车发展的现状

在经济快速发展的背景下，汽车逐渐走进了各家各户，随之而来的是严重的环境污染问题，同时随着汽车数量的不断增加，我国的能源资源状况也越发紧张，为了降低环境污染，缓解能源紧张的问题，需要加强新能源汽车研发力度。

1.1 中国汽车工业

中国的汽车工业在新能源汽车方面区得了重大进展，尤其在纯电动汽车领域。但是中国新能源汽车产业由于政府配套政策系列，除了纯电动汽车其他新能源汽车项目目前仍停留在样品和展示阶段，市場推广和商业化方面远远落后操作化。

1.2 核心技术缺乏竞争力

科技瓶颈严重，到目前为止，中国已经成为一个大型汽车生产国家，但根本不是一个强大的国家，混合动力汽车核心技术较为缺乏，纯电动汽车电池管理系统、电池续航里程等核心技术比较短缺，导致目前新能源汽车发展缓慢，纯电动汽车电池续航问起一直未解决。

1.3 中国新能源汽车产业差距巨大

发达国家的在新能源汽车电池系统集成技术、大型产品工艺设计、生产工艺质量和成本控制等方面做的相对比较成熟。我国在这些方面相对较弱，特别是由于缺乏电池、电机、电气控制技术，而且国产关键部件性能比进口产品相对较差，电气传动系统较低，电池充电时间较长，寿命短。我国目前没有完整的电机控制技术，电机驱动系统技术、电池系统技术、动力耦合技术，发动机和变速器控制技术。

1.4 基础设施不完善

基础设施建设是实现可持续发展的前提，是新能源汽车在中国的大规模应用的基础。目前基础设施展现出高成本、低利润的现象。制约电力建设的重要因素是车辆基础设施，即使有可能随着工程规模的扩大，降低工程造价、充电站建设规模及缩减在未来的设备成本中，但是巨大挑战依旧在基础设施建设中存在。电机技术的发展对电网提出了很高的充电要求。如何改善现有电网适应新能源汽车充电需求将是汽车行业今后的一大课题。

1.5 技术创新的不完全性和不均匀性

标准新能源汽车产业是一个新兴的产业还在发展过程中。不同的生产企业采用不同的技术路线，不能用传统的标准来评价。在过去的几年里，国家出台了一系列的新能源车辆标准和法规，如燃料电池电动汽车，其他国家的工业节能汽车和新能源相关试行标准车辆都已陆续发放。然而这些标准和法规主要是新能源汽车性能和试验的基本规定，因此新能源汽车安全性有待提高。

2 新能源汽车电机驱动控制技术中出现的问题

电动汽车的使用和普及在很大程度上取决于巡航范围、数量以及充电桩的位置。因此如何提高电动汽车电气传动系统的效率，进而提高整车在综合路况下的巡航范围与新能源汽车的节能效果和使用成本是目前研究的关键。当前有很多关于新能源汽车能效控制的研究成果，但主要集中在两个方面：一蓄电池充放电，很少考虑蓄电池母线等因素的电压;二电机异步转矩对电力拖动系统效率的影响。现在市面上新能源汽车的电机大部分采用内置式永磁同步电机系统，该系统传动效率高;电气传动系统采用的主流控制方法是空间矢量脉宽调制算法。

3 新能源汽车的应用优势

新能源汽车即把新能源作为汽车的主要核心驱动力的车辆。新能源一般包括太阳能、电能、天然气等能源，这种能量是可以再生的。与传统的柴油、汽油等驱动能源相比，尾气排放更低，污染更小，对我国能源短缺有很好的控制作用。

与传统能源汽车相比，新能源汽车的应用性能更加突出，使用寿命更长，安全性更高，行驶时噪音更小。同时，新能源汽车的燃烧效率更高，污染更少，更环保节能。新能源汽车的零污染和零排放也符合中国在新时代倡导的节能环保理念，可以提高环保效率。此外，中国还向新能源汽车提供了相关政策支持，如新能源汽车的监管政策和财政优惠补贴等。随着国内外能源的紧缺，各国都开始寻找代替煤炭石油的新能源。在十一五规划中，国家提出了新能源汽车项目，并提供优惠政策，以促进新能源汽车的进一步发展。相比美国等发达国家，新能源汽车在中国的研发相对落后，针对这种情况，中国提出了三纵三横研发计划，加大了新能源汽车的研发力度，促进了新能源的充分利用。

4 新能源汽车汽车传动系统控制技术

4.1 驱动控制

随着新能源汽车的快速发展，新能源汽车的使用和维护也逐渐成为社会发展和应用的焦点。通过对新能源汽车实际应用的分析，可以发现其投资是在一定社会范围内的理想效果，其能耗在进一步降低。对新能源汽车而言，要想充分发挥电机驱动控制的功能，就需要选择合理的电机设备和高性价比的机械。根据相关标准和工作经验，电机选型应遵循以下原则：

（1）体积小、重量轻、高性能、机械设备在社会各个领域都处于改革创新的过程中，不断向高端方向发展。新能源汽车的关键零部件还需要顺应时代发展趋势，提高应用性能指标，减轻重量，缩小体积，为其他机械设备提供更大的空间。

（2）提高高速范围内的速度效率。只有保证充足的动力，新能源汽车才能在各种路况下平稳行驶，实现在各种生活场景中自由切换驾驶模式的目的。

（3）除了电力污染，新能源汽车还应尽量避免电磁辐射过大，造成恶性循环，进而要确保电机的电磁辐射符合相应的环保要求。

（4）低成本。我们需要选择质优价廉的产品。电机是新能源汽车的核心部件，可以有效地节约汽车成本，促进新能源汽车的推广。

4.2 电机驱动控制器

在新能源汽车的应用过程中，当电机驱动器正常运行时，永磁同步电机调速系统主要用来维持电机驱动控制器的稳定运行。相位差为120度的正弦电流与永磁同步电机相连，在气隙中形成旋转磁场，永磁同步磁场由转子磁场和正弦磁场的矢量控制实现。在永磁同步电机中，稀土材料被用来形成转子磁极，它在气隙中产生正弦长度，并固定在转子位置。在矢量控制过程中，转子轴和同步轴的坐标系处于同一位置，两个坐标系用d-q表示。

驱动转子实现同步旋转的主要方法如下：使FR沿旋转方向移动，然后旋转磁场引导转子在磁场中旋转，促进转子同步旋转。定子和定子电枢的磁势角随负载的变化而变化，且角度为了达到解耦控制的目的，必须保证电机的夹角与无补偿绕组电机的夹角相同。解耦控制是转子磁场定向的矢量控制，根据相应的位置信息，集中控制电子绕组电流，改善转子和定子的正交磁场。

5 新能源汽车电机驱动控制未来发展方向

5.1 坚持我国的方针按照中国的情况

新能源汽车的发展必须坚持以下两条原则：一要投入巨大的努力和热情发展新能源汽车产业。二应该加强传统工业的技术进步与技术升级，开发汽车节能潜力和减排，建立基础夯实、条件良好的新能源汽车发展环境。

随着国家政策的倾斜，传统汽车与新能源汽车之间的差距越来越大，需要长期考虑当前利益与经济增长之间的关系问题。

5.2 加快核心部件研发掌握核心技术

政府应该在技术上给予更多的支持，紧跟行业领先技术，巩固现有优势地位加强研发，尽快更新技术。通过“引进和创新”，才能使国内新能源汽车核心技术及其应用在实战中不受到他人的限制。工业发展、自主研发和自主发展、自我创新应不断加强。不断提升核心技术支持、自主知识产权获得和市场要求，通过成功的技术手段，实现了我国新能源汽车工业的快速发展。

5.3 协调和发展汽车工业

充分发挥汽车制造业与零部件生产企业之间的竞争与合作的科学体系，充分发挥汽车工业的发展和作用，建立专业化的分工协调体系。整车企业和部分车辆的综合效益是共同的，因此，应同时具有“共存、共同繁荣”的特点，并考虑到长期效益，使之成为整体。否则，虽然部分质量低，价格低廉，可以降低汽车整车成本，但整车厂的经营效益和经济效益会下降，导致整车企业的全面发展受到影响。世界汽车工业的发展历史表明，汽车工业和汽车制造业的发展在新能源汽车工业发展的初期，政府应重视汽车制造业和零部件企业的发展，促进协调运行和可持续发展，使能源和新能源汽车的发展更加完善。

6 结语

新能源汽车的出现符合时代发展的要求，符合新时代节能减排的基本理念。电机驱动控制技术是新能源汽车的核心驱动方式。因此，有必要进一步加强对电机驱动技术的研究，只有掌握了这项技术，才能进一步扩大市场份额。

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