在新能源汽车中电机控制技术的应用价值分析

关键词：新能源汽车；电机控制技术；应用价值；探讨

0引言

随着新能源汽车在市场上的不断推广，对电机控制技术的研究和开发也越来越关键。在新能源汽车运行的过程中，电机控制器属于重要的驱动设备、控制技术。通过对电流进行交换，便能驱动电机输出给车辆的减速器，而且电机控制器也能根据驾驶员的操作，精准控制电机的转速与扭矩，保证驾驶的高效性、安全性。因此，电机控制技术具有诸多的作用，其在新能源汽车中具有一定的应用价值。

1新能源汽车中电机控制技术的概述

在新能源汽车中，电机控制指的是通过控制电源、电流、电机，来对车辆进行控制的一种技术。智能化、先进化的电机控制，能促使在汽车安全、稳定的情况下运行，并减少对能源的消耗。目前最主要的电机控制技术是FOC（FieldOrientedControl），其将电机作为中心，控制入口量到电机转速、转矩，管理机电耦合量。不但精准度非常高，同时也能促使电机运行更加高效，反应更加快速，所以具有一定的应用价值。

2新能源汽车中电机控制技术的研究背景

如今，随着社会环保意识的增强，新能源汽车产业也由此而产生，其能减少对能源的消耗。该产业所涉及的领域较为广泛，除了包括新能源汽车的开发和制造以外，也包括了各种配套设施、控制系统的生产与研发。电机控制技术作为控制汽车的重要设备，也在领域中占据了重要地位。和传统燃油车不同，新能源汽车一般将电力作为动力源。电机控制技术的作用则是对电动汽车的电机进行精准控制，目前的技术虽然有了很大改善，但仍未达到理想的水平。在新的时代背景下，为了促使新能源技术得到强化和升级，需加强对电机控制技术的研究[1]。开发出适合各种新能源汽车的电机驱动控制技术，从客观方面增强稳定性，对技术进行升级，进一步增强新能源的动力指标。

3新能源汽车中电机控制技术的研究目的

3.1为了更加符合使用标准

通过对新能源汽车中电机控制技术进行更好地应用，要加强这方面的研究，开发出质量更小、形状更小的电动机。随着科学技术的不断发展，各项设备也朝着小型化、高端化的方向发展。为了带给用户更多的体验，并为汽车提供更大的应用空间，要研究和开发出质量小、动力足、尺寸大的电机控制技术，从而朝着更加智能的方向发展。

3.2发挥出环保经济的作用

新能源汽车的一大作用在于环保、经济，同时这也是其非常重要的优势。所以通过对电机控制技术进行合理选择、应用，可保障各项性能达到一定的标准。并在满足使用性能的基础上，实现双向控制。不但降低新能源汽车的成本、能源消耗，也为其应用和推广打下坚实的基础。

3.3推进将来的发展

通过对新能源汽车中的电机控制技术进行开发、应用的研究，能打破目前所面临的瓶颈，为研发提供一些有价值的参考依据。以科学发展观为指导，以发展节约型社会作为目标，以新能源汽车的节能作为契机，加强研发和改造。全面培育具有强动力电机控制技术的新能源汽车技术体系，形成良好的品牌效应，推进该产业的大力发展[2]。

4新能源汽车中电机控制技术的应用价值

4.1良好的控制功能

新能源汽车的电机控制器具有良好的控制功能，比如IGBT结温估算、变频负载、过调制等等。整个电机控制系统的运行效率非常高，而且动力也很强。不仅如此，其也能自动进行休眠状态，从而减少电机控制器对能量的消耗，不会产生馈电的现象。汽车在制动的过程中，电机控制器借助制动回馈，将电能存储在动力电池中，强化续航里程。新能源汽车的电机控制器，也能进行自动调整，这具有良好的应用价值。比如其可以控制电机转速，通过调整电机的转速，促使新能源汽车的速度得到控制。而且也能调整电机的输出功率，根据汽车的负荷以及驾驶员的实际情况来进行自动化设置。不但满足驾驶的需求，也促使行车更加舒适。同时电机控制器能实现对汽车能量、制动、动力等参数的控制。调整电机输出功率与电磁转矩，促使汽车的动力与制动效果更佳。最后根据汽车的实际情况，合理设置电机的输出功率、转速等，这样才能促使汽车驾驶更加安全。

最后还有放流坡的功能，当汽车行驶在坡道中时，制动踏板朝着加速踏板切换，产生后溜的现象。在这样的情况下，电机控制器回快速切入到防溜坡的模式，控制器也会设置转矩输出，减少由于重力所产生的后溜现象[3]。

4.2定速巡航功能

电动控制器也具有定速巡航的功能，如果不踩加速踏板，那么就可通过电机控制器输出力矩，根据VCU来调整车速，使新能源汽车的行驶更加稳定。这样一来，驾驶员便能节省体力，不需要耗费太多的力气。其中的怠速功能，可实现汽车的蠕行，按照电机转速的输出扭矩。这样一来，才能促使电机转速更加合理。不仅如此，其还能减少抖动。根据驾驶员的需求来调整汽车的抖动程度，促使汽车的驾驶更加舒适。举个例子，VCU系统中的监控功能，会对记录新能源汽车的电池使用情况，智能化处理其中的异常，合理分配其中的电能。不仅如此，VCU也可以帮助驾驶员了解汽车行驶的途中能量消耗情况，以及是否能够支撑到达目的地。合理调整新能源汽车的能量和目的地之间的距离，分配汽车的能源供应，全面提高行车效率[4]。

4.3优化能源的管理

在新能源汽车中，电机控制技术能减少对能源的消耗，因为其可以对电机中的能量进行回收和再利用。在进行制动时，电机起到了发动机的作用，而电机控制系统则能回收一些所产生的能量，将其转化为电能，存储在电池组中。这样一来，便减少了对能源的消耗与浪费。此外，通过对矢量控制技术、模型预测控制技术进行使用，还能促使新能源汽车的系统控制更加精准，进一步提高动力性能以及能源利用的效率。举个例子，整个电机控制技术中最常见的损耗是逆变器的部分，逆变器损耗60%以上来源于开关部分。站在开关损耗的角度来分析，通过采用载频动态调整技术，发现控制器效率最高能提升3%。特别是在低转速，以及对载频要求低的情况下，为了发挥出控制器的作用，可以对载频进行适当调整。据调查，根据要求来下调载频之后，每100.0km能提高1.6km左右，减少20%-30%的能耗，这就是电机控制技术的重要应用价值[5]。

4.4安全保护的功能

电机控制技术还具有状态监测和安全保护的功能，其对于新能源汽车的稳定运行，起着非常重要的作用。电机控制器能在新能源汽车运行的过程中，全程进行监测。从而了解温度和电流、电压等一系列的参数，及时找出其中所存在的异常，并采取措施进行解决。比如在电机过热或者过载的时候，电机控制系统会削弱电机输出功率，自动切断电源，从而避免新能源汽车的设备被损坏，减少安全事故的发生率。这种自动化保护机制保障了新能源汽车的安全运行，也提供了更加稳定的驾驶环境。比如新能源汽车的微控制器一旦失效，要进入一种安全的状态，避免产生转矩，防止汽车损坏。

由于新能源汽车中微控制器的电机都是永磁电机，这是一种感性负载。行驶速度较快的情况下，容易产生反电动势。如果微控制器产生故障，CPLD（一种集成电路）会监控驱动芯片的电流电压，封锁PWM信号，保护IGBT。并在监控中发送信号，查看电源管理芯片与主CPU是否处于运行的状态。若发现没有运行，会自动发出警报，走绿色独立通道，短路或者开路PWM的模式，促使微处理器快速进入安全的状态。另外，CAN总线系统和VCN之间的配合，能保证新能源汽车驾驶的平稳性、可靠性，减少事故的发生率。驾驶员通过VCU系统中的实时监控功能，快速了解驾驶的情况，采取措施进行处理，保证驾驶的安全性。

4.5强化驾驶的性能

电机控制器具有精准的控制功能，能强化驾驶性能。通过控制驱动电机的输出，使电机控制器实现动力输出的稳定性、安全性。在进行加速的时候，电机控制器能为电机提供相应的扭矩。而且在需要的时候，也会提供足够多的动力，加速汽车的运行。不仅如此，电机控制器还能对动力进行精准性分配，促使新能源汽车的运行更加平稳、安全，整体效能得到一定的提升。

此外，近几年来所出现的智能化电机控制器，可以和互联网进行连接，实现云服务的功能。这种控制器通过对其他汽车、交通基础设施进行感知，获得丰富的交通路况。而且为驾驶员提供智能导航、驾驶建议。基于云端的数据传递，为新能源汽车提供个性化服务，从而能远程诊断、控制车辆。从而强化驾驶的性能，带来更加良好的体验感。

4.6信息传递的功能

新能源汽车的电机控制器是电力系统的关键控制部分，其可以接收不同传感器与控制模块的信息。同时将这些信息转化为控制信号，传输给逆变器内部的功率晶体管。不仅如此，电机控制器借助CAN通讯协议将驱动电机的数据、信息传递到不同的模块。这样一来，便促使新能源汽车电力系统之间更加协同，信息也得到了交互。一些新能源汽车的电机控制器还具备人机交互的界面，为信息的交流提供了诸多方便。在收集了数据和信息之后，电机控制器会进行反馈。从而方便驾驶员随时了解汽车电机控制器的情况，随时进行调整，提高操作的效率。

4.7实现智能化的发展

随着新能源汽车的普及，以及技术的不断更新，电机控制器的应用也越来越重要。通过和汽车的其他智能系统进行连接，并交换数据，从而实现对汽车的智能化管控。比如和汽车的车载导航系统、自动驾驶系统相结合之后，电机控制系统会根据路况与汽车的状态，自动调整电机输出。促使驾驶员的驾驶更加顺利、安全，优化新能源汽车的体验感。而且在将来，新能源汽车还将朝着智能化、自动化的方向发展，电机控制器更是在不断进行开发中。从而强化新能源汽车的性能，满足市场的需要，提高市场竞争力。

5电机控制技术在新能源汽车中的挑战和发展前景

5.1面临的挑战

通过对新能源汽车的应用进行分析后，发现其仍然存在一些需要解决的问题。比如动态驱动方面，新能源汽车需要适应不同的驾驶条件：城市公路、山路、高速路和越野等。因此对电机控制单元的可调性提出了更高的要求，只有具备了一定的可调性，才能满足各种驾驶需求。而且在能源管理方面，也有待提升。因为新能源汽车主要以电池为主，电力是主要的能量来源，所以电机控制技术需要能监测电池状态、温度等，并对能量进行调配，从而避免电池损坏，延长续航里程。而在效率方面，要减少对能源的消耗，就必须保证电机的运行更加高效。此外，在功能安全方面，新能源汽车必须要符合相应的安全标准。尤其是保证驾驶的安全性，这就要求电机控制系统具备功能安全性，能预防突发事件。最后是成本问题，电机控制单元的开发，必须要在保持高性能的同时，也减少成本的消耗。

5.2发展前景

随着人们环保意识的不断增强，新能源汽车的发展前景也会越来越好。其中的核心——电机控制技术更是能得到一定的发展，从而优化汽车的性能。通过对电机控制算法进行调整，提高硬件性能，可更好地控制汽车运行，保证驾驶的安全性。同时技术会不断升级，促使电机控制更加高效、智能，成本更是会不断降低，满足新能源汽车的使用和发展需求。不仅如此，电机控制技术的开发还将推进电力电子器件、电机等相关产业的发展，形成更多的产业链，创造出更多的效益[6]。并且发挥出新能源汽车的各项功能优势，减少对能源的浪费，实现低碳的发展目标。

6结束语

综上所述，由于交通道路和汽车驾驶的复杂性有所增强，所以对新能源汽车的电机控制技术也提出了较高的要求。随着现代科技的进步和发展，电机控制技术也越来越智能与先进，而且也具备良好的应用价值。不但给新能源汽车的运行带来了安全保障，也提高了驾驶员的操作效率。所以要加强对技术的不断开发，从而适应新能源汽车的使用需要，保证汽车行驶的安全性和稳定性。