下载文档原格式
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析摘要：随着社会的发展，汽车已经成为了人们最主要的交通方式，随着科学技术的发展，新的能源汽车应运而生，它抛弃了传统的燃料和燃料，让汽车可以帮助人们更好的生活，也可以减少对环境的污染。
电机传动是新能源汽车的关键部件，对其进行优化和改进，可以有效地提升新能源汽车的质量，同时也可以通过优秀的电动机传动系统来提升企业在激烈的市场竞争中的核心竞争力。
关键词：新能源汽车；电机驱动系统；控制技术1.新能源汽车电机驱动系统控制技术概述新能源汽车的电机驱动系统中，电磁驱动器是实现电机驱动的关键部件，利用电机的转速来调整电机的转速，可以实现电机的驱动。
在永磁同步电动机中，三相的定子在一百二十度的角度上产生的磁场会在空气间隙内不停地转动，而由稀土永磁铁组成的正弦磁场可以维持转子的位置，当转子转动轴系与转动轴线系统重合时，定子磁场可以带动转子磁场转动，从而实现新型汽车电机的驱动控制器的解耦控制。
电动机的调速范围必须扩大，无论是恒功率区还是恒转距区都是一样，低速运行的横转距区可以在爬坡的时候有很大的转距来启动，而在高速度下的恒功率区低转距可以让新能源汽车在平台上快速地运行。
同时，新能源汽车还必须要有再生刹车的功能，这样才能让电池得到更多的电能，才能将新能源汽车的能量发挥到极致。
电机必须要能适应恶劣的环境，适合大规模的工厂制造，而且对电机的维护也很容易，而且价格也很便宜。
因此，用户在选购新能源汽车的电动机时，要考虑到电动机能否实现双向控制、电动机能否回收电能、刹车和再生能源。
2.新能源汽车电机驱动控制技术分类2.1直流电机驱动控制技术在新能源汽车的研制与生产中，首先被广泛采用的是直流电动机的驱动技术。
在晶闸管还没有研制出来之前，用电驱动的车辆，还得靠着机械来调整车速。
为了调节电动机电枢电压，采用了多组电池的串联数目。
很明显，这是一种比较死板、低效、不可靠的技术，而且在使用过程中，还会产生一些顿挫，影响到行车的舒适性和安全性。
驱动电机及其控制技术驱动电机是电动汽车驱动系统的核心部件，其性能好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能。
驱动电机一般有直流电机、交流电机、永磁电机和开关磁阻电机四种。
由于直流电机在电动车上的应用较少，主要介绍永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机三种电机及其控制技术。
一.永磁同步电机及其控制技术；永磁同步电机具有高效、高控制精度、高转矩密度、良好的转矩平稳性及低振动噪声的特点，通过合理设计永磁磁路结构能获得较高的弱磁性能。
它在电动汽车驱动方面具有很高的应用价值，受到国内外电动汽车界的高度重视，是最具竞争力的电动汽车驱动电机系统之一。
永磁同步电机分为正弦波驱动电流的永磁同步电机和方波驱动电流的永磁同步电机两种。
这里以三相正弦波驱动的永磁同步电机为例，阐述永磁同步电机的结构与特点。
永磁同步电机的结构和传统电机样，它主要由定子和转子两大部分构成。
定子与普通异步电机的定子基本相同，由电枢铁心和电枢绕组构成。
电枢铁心一般采用0.5mm硅钢冲片叠压而成，对于具有高效率指标或频率较高的电机，为了减少铁耗，可以考虑使用0.35mm的低损耗冷轧无取向硅钢片。
电枢绕组则普遍采用分布短距绕组；对于极数较多的电机，则普遍采用分数槽绕组；需要进一步改善电动势波形时，也可以考虑采用正弦绕组或其他特殊绕组。
转子主要由永磁体、转子铁心和转轴等构成。
其中永磁体主要采用铁氧体永磁和钕铁硼永磁材料；转子铁心可根据磁极结构的不同，选用实心钢，或采用钢板、硅钢片冲制后叠压而成。
与普通电机相比，永磁同步电机还必须装有转子永磁体位置检测器，用来检测磁极位置，并以此对电枢电流进行控制，达到对永磁同步电机驱动控制的目的。
根据永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电机的磁极结构可分为表面式和内置式两种。
(1)表面式转子磁路结构：在表面式转子磁路结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向。
表面式结构又分为凸出式和嵌入式两种，对采用稀土永磁材料的电机来说，因为永磁材料的相对回复磁导率接近，所以表面凸出式转子在电磁性能上属于隐极转子结构；而嵌入式转子的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电磁性能上属于凸极转子结构。
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
东京理科大学成功开发出适合电动汽车使用的开关磁阻电机可达到永磁电机相同的性能东京理科大学的千叶明教授成功开发出了一种与现有混合动力（HEV）和纯电动汽车（EV）使用的永磁电机(Permanent Magnet Synchronous Motor：PMSM）具有相同性能，且无需使用稀土永磁材料的电机（见照片）。
它属于开关磁阻电机（Switched Reluctance Motors：SRM），通过电机结构以及材料选择等方面的改进，使转矩密度和效率两个重要指标均满足了电动汽车的要求。
开发的SRM样机尺寸与适用于Prius等汽车的PMSM相同，转速在1200r/min的情况下，最大转矩为403Nm（PMSM：400Nm），效率达到86%（PMSM：83%）。
SRM电机结构简单，耐热性出色；过去由于体积过大，影响其推广。
通过对电机结构的改变和材料选择等方面进行的不断研究，最终成功将转矩密度提高到原有SRM所无法达到的45Nm/l。
具体情况，在电机结构上将定子与转子极数分别增加至18和12（见右下图），并在定子上增加了倾斜角，从而加大了转矩。
在材料选择方面，采用了6.5％的硅钢（牌号为10JNEX900），这特别能够提高低输出功率状态下的效率，从而更好地满足了汽车电机的效率要求。
在低功率输出状态下，SRM的效率比PMSM具有明显的优势。
现有HEV 和EV 等驱动电机产品中，使用稀土永磁材料的PMSM 电机最为常见。
目前9成的稀土材料从中国出口，估计今后随着需求量的增加，其价格将会上涨2～3倍。
无需使用稀土材料的SRM 的应用前景值得期待。
此项开发工作也是日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO ）推出新一代电动汽车项目中的一个研究课题。
SRM 电机结构与主要特性高超，北京中纺锐力机电有限公司董事长，国家有突出贡献的中青年专家，政府津贴获得者，博士生导师。
他是一位温文尔雅的电机专家，对新能源汽车及车用电机有着深刻的理解；他是一位专业和务实的企业家，在企业管理方面有着独到的理念。
5加速数控机床的全面升级改造对于小型轴类盘类等零件加工，在市场中多采用CA6140型车床，该车床可以控制主轴的正转和反转，进而实现切削速度的调整，并且该车床的刀架也可以进行横向纵向的综合性进给运动，从而能够实现多个方向的加工。
并且在换刀点能够自动改变不同的刀具，使得传统普通加工模式也较为快速。
该车床中有润滑泵和冷却泵，能够较好的控制加工的温度，防止产生热应力，同时润滑泵能够使车床各部件的工作更加顺畅。
通过控制主轴的启停和旋转状况，从而能够使刀架按照一定的速度进行移动。
上述这些特征均可以作为数控系统改造的基础，对于该车床的相关资料以及技术标准进行探究，进而制定出较为完善的改造方案。
5.1主传动系统改造普通机床改造过程中，对于原有的传动系统和变速系统可以给予保留，因为数控机床也需要这一套运动系统进行运转。
可以将该系统进行科学的结合，从而减少改造料，并且节约改造成本。
除此以外，对于主传动系统的改造应注重自动化程度的提升，能够在机床运动过程中实现自动控制切削的速度和切削的模式。
将该型号机床中的主轴电机进行替换，采用交流调速电机，从而实现无极变速功能，从而对自动化档位的控制提供较好的基础。
5.2数控系统设计数字控制系统应做到较高的信号控制时效性，并且对于数据处理的速度和相关指令的传递符合国家的标准。
由于自行开发数控系统难度较高，需要较多的人力物力进行长期系统的研制，可以直接采用市面上较为成熟的数控系统，比如型号为NIM-9702的数控系统。
5.3刀架的相关设计刀架必须有良好的结构，从而能够保障车床切削以及加工的性能，本研究中采用的刀床为卧室刀床，将刀架的方案替换成自动换刀方案，这样能够和自动化系统进行联动，采用的刀架为四工位螺旋转位刀架，因此能够满足车床自动化控制的需要。
6结束语数控机床不仅实现高精度且高效率的工作，在当今发展过程中，对于数控机床也赋予了新的任务，目前需要数控机床更加智能化开放化，并且结合信息时代进行网络化，从而使控制更加便捷，管理更加高效，生产过程变得更加绿色和环保，这些发展方向均为未来数控机床的发展提供了较为清晰的目标。
