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新能源汽车电机控制系统设计技术研究随着全球能源危机的日益加深和生态环境问题的愈发严峻，新能源汽车日益成为各国政府重点支持和研发的领域。
相比传统燃油汽车，新能源汽车具备环保、节能、高效的诸多优势，越来越受到人们的关注。
其中，电动汽车是新能源汽车的主要发展方向，因为它具有电力驱动、节能减排、健康环保、静音等特点，同时其动力系统也成为电气化汽车的核心所在。
而在电动汽车的动力系统中，电机控制系统起到了至关重要的作用。
新能源汽车经常采用交流电机或永磁同步电机，与传统燃油汽车的发动机不同，电机控制系统直接影响电动汽车的性能、效率和安全性。
下面，本文将讨论新能源汽车电机控制系统设计技术的研究现状、问题及发展趋势。
一、电机控制系统设计技术研究现状目前，国内外在电机控制系统设计技术方面已取得了长足进展。
在控制方式上，从最早的PID控制算法到现代控制理论和现代控制算法，可以实现多种控制策略，如功率流量控制、控制轴转矩和速度、感应器控制剩磁转矩等。
这些控制策略对应了不同的场合和应用，如车队管理、电机驱动、恒流控制和多电机控制等。
此外，在硬件选型方面，也有多种不同的解决方案。
例如，传统模拟电路与现代数据采集和控制型处理器的设计相结合，可以实现更高的控制性能和可靠性，同时也具有更好的灵活性和可编程性。
二、电机控制系统设计技术研究问题虽然已经有了较为成熟的技术研究成果，但在实际应用过程中，依然存在一些问题。
具体来说，有以下几点：（1）高速运转条件下的问题。
由于电动车电机转速高，电机控制系统的高速动态响应能力成为制约其性能的重要因素。
这使得目前电机控制系统的研究重点逐渐转向了高精度控制器、高速数据采集和处理技术、复杂控制算法等。
（2）制动过程中的问题。
目前电动车主要采用驱动电机反转制动和制动能量回收技术进行制动，但二者都存在一定的问题。
因此，目前还缺乏一种高效的电机制动控制方法，这是电机控制系统技术研究的难点所在。
（3）安全问题。
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
新能源汽车电动驱动控制系统设计与实现一、简介随着环境污染和能源危机的加剧，新能源汽车作为一种绿色、环保的交通工具逐渐引起了人们的关注。
其中，电动汽车因其零排放、低噪音、低能耗等优点成为发展方向。
而电动驱动控制系统作为电动汽车的重要组成部分，对于提高电动汽车的性能、稳定性和可靠性起到了至关重要的作用。
本文就电动驱动控制系统的设计与实现进行详细的讲解。
二、电动驱动控制系统的基本概念电动驱动控制系统通常由电机、电控器、电池组、控制器和传感器等组成。
其中，电机是电动汽车的核心设备，是将电能转化为机械能的装置；电控器是控制电机运转的主要设备，它控制电机的各种参数，实现电机的启动和停止、调速等功能。
电池组则是提供电能的设备，控制器则负责对电机控制器进行控制。
传感器则是对电控系统进行反馈的设备，能够实时监测电动汽车各种参数。
三、电动驱动控制系统设计的要点1. 电机与电控器的匹配电动汽车的电机与电控器之间需要进行匹配，以满足电动汽车的动力要求。
电机与电控器的匹配需要考虑多方面因素，如电机的功率、转矩、轴承载荷等。
所以对于电机与电控器的匹配需要严格按照规定进行。
2. 电动汽车控制策略控制策略是电动汽车电控系统的核心，它涉及到电池组电路的设计、电机控制方式和转速控制等。
因此，电动汽车控制策略的选择应该根据具体的车辆性能和实际驾驶需要，以达到最佳的控制效果。
3. 电池管理系统电池管理系统是电动汽车电控系统中的重要组成部分，它对电池充电和放电进行控制与管理，保证电池的正确使用和延长电池寿命。
所以电池管理系统的设计需要考虑多个方面因素，如环境温度、电池组质量、充电电流、放电电流和循环使用次数等。
4. 车辆传感器的设计传感器是电动汽车电控系统中一个极为重要的组成部分，它能够实时测量车辆各种参数的数据并反馈给控制器，从而实现对电动汽车动态和静态数据的掌控。
因此，传感器的设计需要具备高精度、高可靠性和防抖动等特点，同时需要根据不同的车型和使用场景进行个性化设计。
电动汽车电子控制系统设计摘要首先，根据电动汽车的特点，给出了电动汽车的设计思路，分析了城市交通的特点，提出了小型纯电动汽车的性能指标，设计了小型纯电动汽车的电气系统总体，对各个控制单元的功能进行了分析。
其次，建立了电动汽车动力系统数学模型，基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则，给出了电动汽车续驶里程的计算方法，并对其影响因素进行了分析，为电动汽车的研究开发提供了理论基础。
再次，探讨了电动汽车的优化设计方法，建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink仿真模型。
最后，基于PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构，该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制，可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。
关键词电动汽车,参数优化,系统仿真,自动控制,可编程控制器1绪论纯电动汽车是以二次电池为储能载体，二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。
由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比，因此近一时期以来，研究进展不大，大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。
续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100～300km，且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池管理系统才能得到保证，而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50～100km。
比起传统燃油汽车而言，电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。
成本过高:目前各式电动汽车能示范运行的，都是在原燃油汽车的底盘、车厢基础上改装而成的，即将发动机、油箱等系统全数拆下，然后装上电机、电池等相关配套设备就形成电动汽车。
电池、电机及其控制器技术复杂，其成本太高，另外也由于采用一系列新材料、新技术，致使电动汽车的造价居高不下。
蓄电池性能难以满足要求:电动汽车使用的普通蓄电池的寿命最多为4年，与燃油汽车的寿命相比太短。
若采用动力足、寿命较长的电池，其成本较高。
纯电动汽车电驱动控制系统设计摘要：简要介绍纯电动汽车的电驱动控制系统设计要求，明确纯电动汽车电驱动系统的控制模式及档位切换控制策略。
关键词：纯电动汽车；电驱动控制；Desion of Electric Drive Control System for Electric VehicleRUAN Peng1，LI ChuangJu2(AnHui JiangHuai Automobile CO.,LTD.Passenger Car Company, Anhui Hefei230009)Abstract：This paper briefly introduces the design requirements of electric drive control system for electric vehicle, and clarifies the control mode and gear switching control strategy of electric drive system for electric vehicle.Key words：electric vehicle；electric drive control system；0引言随着纯电动汽车销量不断增长，纯电动汽车电驱动控制系统相关控制策略的设计也越来越重要。
本文简要介绍了纯电动汽车的电驱动控制系统设计要求，并明确了纯电动汽车电驱动系统的各种控制模式以及档位切换相关的控制策略。
1电驱动控制系统一般要求1.1当车辆高压上电完成，接收到启动信号，满足整车上电READY使能条件，进入READY状态；1.2READY状态，无加速踏板和制动踏板请求，满足使能条件，进入蠕行模式；1.3READY状态，有加速踏板请求无制动踏板请求，满足使能条件，进入驱动模式，根据加速踏板输入信号计算驾驶员期望扭矩；1.4READY状态，有制动踏板踏板请求，无加速踏板请求，满足使能条件，进入制动模式；1.5READY状态，同时有加速踏板请求和制动踏板请求时，制动踏板请求优先；1.6READY状态，ESC模块有扭矩请求时，整车控制器应响应ESC请求，ESC请求优先级高于加速踏板；1.7READY状态，eBoost模块有扭矩请求时，整车控制器响应eBoost模块扭矩请求，eBoost模块扭矩优先级高于驾驶员期望扭矩请求，低于ESC请求；1.8 若车辆配置eBoost模块，检测到eBoost模块通讯丢失时，接收到制动踏板的输入，整车控制器提供辅助制动力；1.9VCU的输出目标扭矩应考虑动力电池的充放电功率和电流；1.10VCU的输出目标扭矩应考虑驱动电机的最大驱动允许扭矩和最大发电允许扭矩；1.11VCU的输出目标扭矩应考虑电机的最高转速，当达到电机最高转速时电机输出扭矩为0 Nm；1.12为了避免VCU输出的扭矩出现较大波动，引发车速不稳，需对输出扭矩进行变化速率控制。
电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析摘要：为解决汽车尾气对环境造成的污染，各种新能源汽车开始问世，而电动汽车就是其中的一种。
而作为电动汽车核心技术，其驱动电机控制系统电动汽车发展的关键要素之一。
本文将对电动汽车用驱动电机控制系统的设计方式进行详细介绍，并会对该系统算法实现进行分析，旨在提高驱动电机控制系统应用水平，为电动汽车在市场中的立足与发展提供保障。
关键词：控制系统；驱动电机；电动汽车；软件设计所谓电动汽车就是以电源为动力进行驱动行使的新能源汽车。
这种汽车不仅节能，而且对于环境的污染较小，有着较大的发展空间。
该汽车主要分为燃料电池汽车、纯电动力汽车以及混合动力汽车三种，而控制系统、动力电池以及电机则是该类型车辆的关键技术。
为实现驱动电机控制系统在电动汽车中的合理运用，业内各界人士都加大了对该系统的研究力度。
一、电动汽车用驱动电机控制系统设计方案（一）软件设计在对该控制系统软件进行设计时，为保证软件可移植性以及可读性水平，一般设计人员可以运用C语言来对软件部分进行设计。
系统软件主要负责对控制信号进行输出、系统初始化以及对中断函数进行处理等。
其中初始化包括继电器初始状态设计与初始占空比设计等内容；而系统中所运用的中断主要有HSO中断、串口接受数据终端以及档位变化终端和CAN总线中断四部分内容[1]。
在对档位变化中断进行处理过程中，设计人员要通过对非可屏蔽中断NMI来实施相应处理，以便可以对档位信号第一时间做出反应，可以有效控制因档位改变而出现的相关风险。
设计人员要将定时器T1视作是PWM波基础标准，并将周期设定在2千赫兹，同时要在运用定时器在对中断信号进行收集，一般信号收集周期会控制在250赫兹左右。
而电枢部分自己励磁要通过“PI”控制算法进行模糊计算，进而获得精准结果。
此控制器最大的优势就是可以在较大范围内，对系统控制量进行科学调整，从而实现对系统响应速度的有效提升，有效避免稳态误差的出现，确保控制系统的动态性能以及静差数值。
电动汽车驱动电机PID控制系统
电动汽车驱动电机PID控制系统是一种常见的控制系统，PID
是指比例、积分、微分控制算法，用于控制电动汽车驱动电机的转
速和转矩。
PID控制系统的主要原理是根据系统的误差信号，对比例、积分和微分三个量进行加权求和，得到控制输出信号，从而使
误差信号趋近于零。
PID控制系统的三个参数分别是比例系数（P）、积分系数（I）和微分系数（D），分别对应着控制系统对误差的比例、积分和微分
作用。
其中，比例系数可以用来调整系统的响应速度和稳定性；积
分系数可以用来保持系统的稳定性，避免系统漂移；微分系数可以
用来消除系统的震荡和振荡。
在电动汽车驱动电机PID控制系统中，通常将电机的速度和电
机的电流作为反馈信号，根据反馈信号和输入信号计算出误差信号，再根据比例、积分、微分系数计算出控制输出信号来控制电机的转
速和转矩。
这样可以使电机在不同负载下保持稳定的转速和转矩，
从而提高电动汽车的性能和能效。
电动汽车驱动控制系统设计摘要驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。
矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。
最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。
关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制ABSTRACTDriving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application. Key words: EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 燃料汽车和电动汽车的对比 (1)1.3 电动汽车的发展现况 (2)第2章常用的几种驱动系统 (3)2.1 驱动系统电机的选择 (3)2.2常见的几种驱动系统 (6)第3章异步电机矢量控制原理 (7)3.1 三相异步电动机的多变量非线性数学模型 (7)3.2 坐标变换 (8)3.3 三相异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (9)3.4 异步电机的矢量控制 (9)3.5 按转子磁链定向的矢量控制方程及其解耦作用 (10)3.6 无速度传感器矢量控制系统 (12)第4章基于MATLAB的电动汽车矢量控制系统仿真 (12)4.1 基于电流模型磁链估计的控制系统仿真 (12)4.2 基于电压模型的无速度传感器矢量控制系统 (14)4.3 仿真结果分析 (15)第5章结束语 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第1章绪论1.1 引言电动汽车是一种电力驱动的道路交通工具，其包括了电池电动汽车，混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车等。
在第一辆电池电动汽车问世至今以来，电动汽车的发展几经沉浮，并随着科技和社会的进步跨越了不同的时代。
至人类社会进入20世纪以来，能源危机和环境污染问题成了世界各国面临的两大难题。
1.2 燃料汽车和电动汽车的对比电动汽车以蓄电池的电能为动力，在行驶时几乎没有废气排出，比燃油汽车减少92%-98%，是最被看好的“零污染”汽车。
因此，电动汽车的使用时为解决环境污染问题提供了很好的一条途径。
表1-1比较了燃料汽车和电动汽车的废气排放（主要成分）。
表格1-1资料来源：《国家重大科技产业工程项目电动汽车实施方案》。
表1-1 电动汽车与燃油汽车的废气排放比较（g/km）注：括号的数据考虑了电厂排放的废气表格1-2列出了未安装防护设备汽车的排放系数，这些事汽车在产生区域以平均40.233 6km/h时速为基础的平均排放系数。
资料来源：《大气污染影响评价实用技术》。
表1-2 未安装防护设备汽车的排放系数（g/车，km）在表格1-3中所示，重量为1 000kg的传统汽车使用无铅汽油所排放的HC、CO、CO2、SO2分别为0.018、0.91、0.077 1、0.004 5—0.045 36kg。
其中，电动汽车的尾气排放包含了发电厂气体排放量，分为火力发电厂和天然气发电厂两种情况，意义与燃油汽车相同。
表格1-3资料来源于美国通用汽车公司电动汽车技术报告。
表1-3 1000kg燃油汽车与电动汽车的排放比较与燃油汽车相比，电动汽车的仅产生少量的电磁噪声和机械噪声，在正常运行时，通常比燃油汽车低10—15dB。
在表格1-4中比较了两种汽车在不同时速下的噪声情况。
表1-4 燃油汽车和电动汽车在不同车速下的噪声（dB）注：速度单位为：km/h从表中我们不难发现，电动汽车比燃油汽车在环境指标上具有明显的优势。
1.3 电动汽车的发展现况随着各种科学技术的高速发展和能源环境问题的双重压力下，电动汽车的研究开发再次进入了一个活跃期，许多技术难点逐渐得到了解决，世界各大汽车制造商纷纷推出各自的电动汽车产品。
本章小结：电动汽车拥有和燃料汽车相反的性能，即电动机在环境、效率等的方面略胜一筹，但是在舒适性、输出功率大小和价格等方面较燃料汽车有一定的差距。
因此，对电动汽车高性能蓄电池、高效率电动机、电力变流器、驱动系统的开发是未来电动汽车发展的主要方向。
以下几章将对电动汽车驱动系统做简要介绍。
第2章 常用的几种驱动系统现在电动汽车的核心是高效、清洁和智能化的利用电能驱动车辆。
其关键技术包括汽车制造技术、电子技术、信息技术、能源技术、电力驱动技术、自动控制技术等等。
2.1 驱动系统电机的选择电动汽车驱动系统由能源供给系统、电力驱动系统和机械传动系统组成。
选择最佳的驱动系统是设计电动汽车的关键，而电动机的性能直接决定着驱动系统的性能，因此电动机的选择成为设计电动汽车驱动系统的主要基础，目前有一系列类型的电动机均可作为电动汽车驱动系统的电动机，具体如下所述。
电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动机作为驱动电机，电动汽车用电动机有各种种类。
直流电动机由于控制性能好最早在电动汽车中获得应用。
1）他励直流电动机他励直流电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由不同的电源供电，图2-1为他励直流电动机的等效电路。
当励磁绕组接到一个恒定的电源时，通过调节R f 的大小，可以调节励磁电流的大小。
rR AAL 图2-1 他励直流电动机等效电路 他励直流电动机稳态运行时的电压方程为：f f f I R V = (2-1)F AF r a a a I L I r V ω+= (2-2)2）串励直流电动机串励直流电动机是将直流电动机的励磁绕组和电枢绕组串联起来，其电枢电流也是励磁电流。
为了减小其电压降，绕组采用电阻较低的绕圈绕成。
图2-2为串励直流电动机的等效电路图。
r fsfs图2-2串励直流电动机等效电路图 3）并励直流电动机并励直流电动机的电枢绕组和励磁绕组接线方式如图2-3所示。
fFF图2-3 并励直流电动机等效电路 4）复励直流电动机复励直流电动机的励磁绕组具有串励和并励的特点，如图2-4所示。
在大多数复励直流电动机运行中，并励磁场起主导作用，串励磁场起辅助作用。
r fsfsa) 长并励连接方式r L fsb) 短并励连接方式 图2-4 复励直流电动机等效电路图2-5 三相交流电动机机械特性曲线当电机工作点在第Ⅰ象限时，例如A 点，电机为正向电动运行状态 （如驱动电动汽车前进）；当工作点在第Ⅲ象限时，例如B 点，电机为反向电动运行状态 （如电动汽车倒车）。
电动运行状态下，电磁转矩为驱动转矩。
当电动汽车下坡时，汽车往往需要制动，交流电动机的再生制动如图2-6所示。
当电机运行速度不断增大，最后超过同步转速1n 而稳定运行于B 点，此时，1n n B >，系统处于再生制动状态。
图2-6 三相交流电动机再生制动而异步电机在当今社会中被广泛应用，其特性如下所示。
根据电机学原理，异步电动机在下述三个假定条件下：a.忽略空间和时间谐波；b.忽略磁饱和；c.忽略铁损，其稳态等效电路如图2-7所示。
R 'L图2-7 异步电动机的稳态等效电路2.2常见的几种驱动系统现代电动汽车是融合了电力、电子、机械控制、材料科学以及化工技术等多种高新技术的综合产品。
整体的运行性能、经济性等首先取决于电池系统和电机驱动控制系统。
电动汽车的运行，与一般的工业应用不同，不但要求电机驱动系统具有高转矩重量发。
比、宽调速范围、高可靠性，而且由于电源功率的限制等，其转矩一转速特性应根据电动汽车起动、爬坡和行驶等不同阶段分为恒转矩区或恒功率区。
永磁无刷电动机系统具有较上述电机系统更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中具有极好的应用前景。
本章小结：通过对电动汽车几种常用控制方法的对比，可以看出在当今社会中，交流感应电动机驱动系统具有结构简单、使用方便、运行可靠、效率较高、C制造容易、成本低廉的优点，在电动汽车驱动中得到广泛的应用，针对现实的使用情况，本文选择交流异步电动机驱动系统对电动汽车驱动系统进行设计，同时并对该系统进行仿真，验证其可行性。
第3章 异步电机矢量控制原理在电动汽车控制系统中，异步电机的矢量控制实现了交流电动机磁通和转矩的解耦控制，使其系统的动态特性有了显著的改善。
本章首先阐述异步电动机在三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得到了其在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，并介绍了异步电机的矢量控制原理。
3.1 三相异步电动机的多变量非线性数学模型由于异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，故在研究异步电动机的数学模型时，常常做出如下假设： 1） 忽略铁耗对电机的影响；2） 在频率和温度变化，忽略其对绕组电阻的影响；3） 认为各绕组的互感和自感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响； 4） 设三相绕组对称，在空间中互差1200电角度，产生的磁动势沿气隙按正弦分布，忽略空间谐波[3]。
