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电动汽车用永磁电机及驱动控制探究摘要：汽车是人们出行和货物运输的重要交通工具。
近年来，受能源紧张和环境污染等问题的影响，电动汽车成为国内外汽车行业的研究重点。
在电动汽车所使用的各类电机中，永磁电机由于具有效率高、可靠性强、结构简单等特点，在电动汽车领域得到了广泛应用。
文章首先概述了电动汽车的发展现状，随后分析了电动汽车驱动电机的特点及类型，最后就永磁同步电机控制方法进行了论述。
关键词：电动汽车；永磁电机；驱动控制1电动汽车发展现状自上世纪末期能源危机爆发以来，世界各国都开始在各个行业寻找石油、煤炭等能源的替代资源。
在汽车领域内，日本是最早开始进行电动汽车研究的国家，也是目前电动汽车技术较为成熟的国家之一。
早在1997年，日本丰田汽车公司就推出了世界上第一款混合动力轿车，虽然该款轿车并不是真正意义上的电动汽车，但是在世界范围内拉开了电动汽车研究的帷幕。
随后，美国、挪威、中国等国家开始加入到电动汽车研究的队伍中，并在各个领域取得了成绩。
我国人口数量庞大，加上近年来国民经济水平不断增长，汽车保有量也逐年上涨。
为了降低传统能源汽车对环境造成的破坏，我国在2006年颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2022）》，其中明确将电动汽车研究列入高新技术研发行列。
截至目前，像比亚迪、奇瑞、长安等汽车公司，都在新能源汽车领域取得了较大的研究突破。
例如，2022年比亚迪推出的E6纯电动出租车，百公里耗电仅为20度，成本花费仅为传统燃油汽车的1/4。
2电动汽车驱动电机的特点及类型作为电动汽车的核心部件，电机驱动系統不仅要保证电动汽车像正常燃油车辆一样具备高速行驶能力，而且要满足频繁启动、制动和紧急刹车等驾驶要求。
具体来说，电动汽车的驱动系统应具备以下要求[1]：（1）提供足够的动力，在短时间内为电动汽车提供最大的动力输出，例如百公里加速和极限爬坡等。
考虑到系统运行的安全性，还要求电机具备过载能力，通常其过载限定值为正常状态下的5倍左右；（2）要具备较好的系统稳定性，尤其是在雨雪、高温、颠簸路面等恶劣环境下，要保证电动汽车具备良好的环境适应能力；（3）要提供给司乘人员良好的驾车体验，包括行车稳定性和舒适度等。
新能源汽车电动机驱动及控制技术分析新能源汽车的快速发展成为汽车行业的重要趋势，其中电动汽车作为最具发展潜力的领域之一备受关注。
作为电动汽车的核心部件，电动机及其驱动及控制技术的研究与应用至关重要。
本文将从技术角度对新能源汽车电动机驱动及控制技术进行分析，以便普通用户更好地了解其原理和特点。
1.电动机驱动技术电动机驱动是新能源汽车中的核心技术之一。
一方面，驱动技术的成熟度直接影响着电动汽车的性能和可靠性；另一方面，驱动技术的创新也带来了更高效、更环保的驱动方案。
目前，主要的电动机驱动技术有直流电机驱动、异步电机驱动和同步电机驱动。
1.1直流电机驱动技术直流电机驱动技术是电动汽车最早采用的驱动方案之一。
它具有结构简单、控制方便、启动转矩大的优点，适用于小型和中型电动车辆。
然而，直流电机驱动技术由于其故障率较高、效率较低以及难以满足高速运行的需求而逐渐被其他驱动技术所取代。
1.2异步电机驱动技术异步电机驱动技术是近年来较为流行的一种驱动方案。
它具有结构简单、成本低、维护方便等优势。
与直流电机相比，异步电机在能效和性能方面有了显著的提升。
然而，异步电机驱动技术仍然存在能效不高、启动转矩小等问题，特别是在高速运行和精密控制方面还有待进一步改进。
1.3同步电机驱动技术同步电机驱动技术是目前电动汽车中发展最迅猛的一种驱动方案。
同步电机具有高效、高扭矩、高精度控制的特点，适用于中型和大型电动车辆。
随着磁体材料和控制技术的不断进步，同步电机驱动技术在新能源汽车领域有着广阔的应用前景。
2.电动机控制技术电动机控制技术是电动汽车中另一个关键技术，它直接影响着电动机的性能和驱动效果。
目前，主要的电动机控制技术有开环控制和闭环控制。
2.1开环控制技术开环控制技术是一种基本的电动机控制技术，它通过设定电动机的输入电流或电压来控制转速和输出扭矩。
开环控制技术具有实现简单、调试容易等优点，适用于一些对控制精度要求不高的场景，如低速运行和恒速运行。
电动两轮车驱动系统解决方案引言概述：电动两轮车作为一种环保、经济、便捷的交通工具，受到了越来越多人的青睐。
而电动两轮车的驱动系统则是其核心技术之一，对于电动两轮车的性能和使用体验起着至关重要的作用。
本文将从五个大点出发，详细阐述电动两轮车驱动系统的解决方案。
正文内容：1. 高效能机电选择1.1 机电类型选择：根据电动两轮车的用途和需求，选择合适的机电类型，如直流无刷机电、交流无刷机电等。
1.2 机电功率匹配：根据电动两轮车的整车质量、速度要求等因素，选择适当的机电功率，以保证电动两轮车的动力性能。
2. 高能量电池选用2.1 电池类型选择：根据电动两轮车的续航里程要求和充电时间等因素，选择合适的电池类型，如锂电池、铅酸电池等。
2.2 电池容量匹配：根据电动两轮车的功率需求和续航里程要求，选择合适的电池容量，以满足电动两轮车的使用需求。
3. 高效能控制器设计3.1 控制策略选择：根据电动两轮车的驱动方式和性能要求，选择合适的控制策略，如电流控制、速度控制等。
3.2 控制器参数调节：根据电动两轮车的动力性能和节能要求，对控制器的参数进行调节，以实现最佳的驱动性能和能源利用效率。
4. 高效能传动系统设计4.1 传动比选择：根据电动两轮车的速度要求和扭矩输出要求，选择合适的传动比，以提供适当的动力输出。
4.2 传动装置选用：根据电动两轮车的结构和性能要求，选择适合的传动装置，如链条传动、齿轮传动等。
5. 安全性能优化5.1 制动系统设计：根据电动两轮车的速度和质量等因素，设计合适的制动系统，以保证车辆的安全性能。
5.2 驱动系统保护：设计合理的驱动系统保护措施，如过流保护、过温保护等，以延长驱动系统的使用寿命。
总结：综上所述，电动两轮车驱动系统的解决方案包括高效能机电选择、高能量电池选用、高效能控制器设计、高效能传动系统设计以及安全性能优化。
通过合理选择和设计，可以提升电动两轮车的动力性能、续航里程和安全性能，为用户提供更好的使用体验。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化随着汽车行业的发展，电动汽车已成为新能源汽车的主流发展方向之一。
在电动汽车技术领域，增程式电动汽车技术一直备受关注。
增程式电动汽车是将传统的内燃机与电动机相结合，通过内燃机为电动机提供充电，从而延长电动汽车的续航里程。
相比纯电动汽车，增程式电动汽车具有更长的续航里程和更快的充电速度，因此备受消费者青睐。
动力系统控制策略是影响增程式电动汽车性能的重要因素之一。
优化动力系统控制策略可以提高汽车的动力性能和燃油经济性，延长电池寿命，提升用户体验。
本文将从动力系统控制策略的优化角度，浅谈增程式电动汽车动力系统的控制策略优化。
一、混合动力系统控制策略混合动力系统控制策略是增程式电动汽车动力系统控制的核心。
一般来说，混合动力系统控制策略可以分为纯电驱动模式、混合驱动模式和串联驱动模式三种。
在纯电驱动模式下，汽车仅由电动机驱动，内燃机处于关闭状态。
在这种模式下，车辆的节能和环保性能最好，但续航里程有限。
在混合驱动模式下，电动机和内燃机同时工作，内燃机为电动机提供动力，并为电池充电。
在这种模式下，车辆的动力性能和续航里程得到了平衡。
针对不同的行驶工况和用户需求，优化混合动力系统控制策略，可以使增程式电动汽车在动力性能、燃油经济性和环保性能之间找到最佳平衡点。
二、能量管理策略能量管理策略是增程式电动汽车动力系统控制的关键组成部分。
能量管理策略主要包括动力分配策略、驱动模式切换策略和能量回收策略。
动力分配策略是指在不同驱动模式下，内燃机和电动机之间动力分配的策略。
在城市道路行驶时，更应注重电动汽车的能量管理，利用电动机的优势来提高燃油经济性；而在高速公路行驶时，内燃机的动力更为重要，电动机的能量利用率相对较低。
驱动模式切换策略是指在不同行驶工况下，动力系统自动切换驱动模式的策略。
通过智能的控制策略实现内燃机和电动机的无缝切换，提升汽车的驾驶性能和燃油经济性。
能量回收策略是指在制动和减速过程中利用电动机将部分动能转化为电能储存到电池中，从而延长续航里程。
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。
纯电动汽车电动机的驱动控制和扭矩响应分析随着环境保护意识的增强和新能源技术的发展，纯电动汽车正逐渐成为汽车行业的重要发展方向。
而电动机作为纯电动汽车的关键组件之一，其驱动控制和扭矩响应的分析对于实现高效、安全、可靠的车辆性能至关重要。
一、纯电动汽车电动机的驱动控制分析纯电动汽车的电动机驱动控制系统主要包括电机驱动控制器和电机转矩控制系统两部分。
电机驱动控制器负责将电池组的直流电转换为交流电，供给电动机使用；电机转矩控制系统则通过控制电机的相电流和转子位置，实现对电机转矩的精确控制。
1. 电机驱动控制器的功能电机驱动控制器是纯电动汽车电机系统的核心组件，其主要功能包括电流采样、闭环控制、PWM调制、过流保护和故障诊断等。
通过电流采样和闭环控制，电机驱动控制器可以实现对电机相电流的精确控制，确保电机运行稳定可靠；利用PWM调制技术，电机驱动控制器可以实现对电机转矩和速度的控制；同时，电机驱动控制器还具备过流保护功能，可以监测并保护电机在运行过程中的安全性；故障诊断功能可以及时检测电机驱动控制器的故障，并提供相应的故障代码，便于维修与排查。
2. 电机转矩控制系统的设计电机转矩控制系统主要包括电流环控制和速度环控制。
在电流环控制中，通过对电机相电流的检测和控制，实现对电机转矩的精确控制。
在速度环控制中，则通过对电机转子位置和转速的检测和控制，实现对电机速度的精确控制。
为了实现高效的电机控制，需要合理设计电机转矩控制系统的参数，包括电流环控制系统的比例、积分和微分系数以及速度环控制系统的比例、积分和微分系数等。
二、电机扭矩响应的分析电机扭矩响应是指电机在受到外界变化时对其做出的响应，通常可以用于判断电机的动态性能和控制系统的性能。
电机扭矩响应的分析主要包括响应时间、超调量、稳态误差和频率响应等方面的分析。
1. 响应时间响应时间是指电机从受到输入变化到输出达到稳定值所需要的时间。
一般情况下，电机响应时间越短，说明其动态性能越好。
2驱动系统总体设计方案混合动力汽车驱动系统的部件特性、参数以及控制策略对于车的性能具有十分重要的作用。
但是充电设备的限制以及蓄电池组容量还是不能够忽视的，如果使用容量小的蓄电池，在行驶时电池荷电状态在一定范围内变动，而不用借助外部电网。
所以本方案属于电量维持型混动汽车[2]。
混合动力汽车驱动系统主要包括发电机、电池组、电动第二种布置形式，如图3，动力输出的扭矩主要在变速器的输出轴前端进行耦合，变速器的作用是传递发动机的输出功率，其额定功率比第一种形式小。
这两种布置形式，扭矩耦合装置主要是通过齿轮传动来实现。
齿轮传动效率高，结构紧凑，带传动布置灵活，具有防过载的特点，在实际中采用较多。
第三种布置形式，如图4，发动机和电机通过各自的传动系驱动车轮。
但是存在控制复杂的缺点，本文并联式———————————————————————基金项目:广东省普通高校青年创新人才类项目（2019GKQNCX93）。
图2变速器输入轴耦合形式油箱电池发动机离合器扭矩耦合装置电动机变速器差速器图1混合动力汽车动力总成结构图HV 蓄电池动力控制单元电动机发电机动力分离装置发动机减速机图3变速器输出轴耦合形式油箱电池发动机离合器扭矩耦合装置电动机变速器差速器混合动力汽车驱动系统采用第二种布置形式，扭矩通过带传动装置在变速器输出轴处进行扭矩耦合。
3混合动力汽车驱动系统部件参数确定对于混合动力汽车驱动系统的主要部件参数，要在动力性能满足的前提下，根据动力系统的控制策略，整车参数来确定[3]。
本文所选车型基础参数如表1所示。
式中，P c 为发动机单独驱动产生的功率；率，取为0.9；m 为整车质量；g 为重力加速度；力系数；v c 为巡航速度；C D 为空气阻力系数；3.2电动机参数确定如图5所示。
驱动电机典型的输出特性主要包括两个工作区：①速以下恒转矩区，主要作用是对混合动力汽车的载重能力速空间。
驱动电机功率可由下式计算[3]：式中，P d 为电动机功率；η2为电机传动效率；低速行驶时的速度。
新能源电动汽车驱动系统NVH特征及控制策略一、新能源电动汽车的NVH特征1.驱动系统噪声：新能源电动汽车的NVH问题主要集中在驱动系统的噪声方面。
由于电动汽车采用电动驱动方式，电机的运转噪声会直接传递到车辆内部，对乘坐舒适性造成影响。
电动汽车的电机噪声主要包括电机的高频嗡鸣声和电子控制器的电磁干扰噪声等。
2.震动问题：电动汽车的电机振动会通过车辆结构传递到车辆内部，导致车辆的震动问题。
电机振动主要由电机内部转子不平衡、电机磁场不平衡等因素引起。
此外，电池组的震动也会产生噪声和振动问题。
3.路噪问题：由于电动汽车取消了传统汽车的发动机和排气系统，车辆内部对外部路面噪声的传递更为明显。
高速行驶时，轮胎和路面的摩擦声、风噪声以及车身共振等现象都会对车辆内部的NVH性能产生影响。
二、新能源电动汽车NVH控制策略1.减少电机噪声：可以通过电机的设计和制造工艺来减少电机本身的噪声产生。
例如，在电机设计过程中，可以采用响应谱分析和有限元模拟等方法，在早期设计阶段对电机进行优化。
此外，还可以改善电机的动平衡和静平衡性能，减少振动和噪声的产生。
2.隔音与减振措施：为了减少电机震动传递到车辆内部的程度，可以在电机周围设置减振垫和隔音材料，以减少振动的传递和噪声的产生。
此外，还可以在车辆底盘和车身结构中采用减振材料，以降低车辆的噪声和震动。
3.路噪控制：为了减少路噪对车辆的影响，可以在车辆底盘和车身结构中采用隔音材料，以降低路噪的传递。
此外，还可以通过改善轮胎和悬挂系统的设计，减少轮胎和路面之间的相对滑动，降低噪声的产生。
4.控制策略：通过优化电机的控制策略，可以减少电机的噪声和振动。
例如，可以调整电机的控制参数，使电机运转更加平稳，减少振动的产生。
此外，还可以采用主动噪声控制技术，通过反馈控制和信号处理等方法，在车辆内部产生与外部噪声相反的声波，以降低噪声的传递。
5.整车NVH优化：在整车设计过程中，可以采用综合优化方法，对新能源电动汽车的驱动系统进行NVH优化。
1 2驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。
由电动机、固定速比减速器和差速器等构成的电动机中央驱动系统，这种驱动系统中，由于没有离合器和变速器，因此可以减少机械传动装置的体积和质量。
它与前轮驱动横向布置发动机的燃油汽车的结构形式相似，将电动机、固定速比减速器和差速器集成一体，两根半轴连接两个驱动车轮，这种布置形式在小型电动汽车上应用最为普遍。
本文将以北汽新能源EV200车型所采用的驱动电机系统为例来介绍相关技术。
1.驱动电机系统介绍驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，如图1所示。
整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。
电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。
驱动电机技术指标参数，如表1所示，驱动电机控制器技术参数如表2所示。
图1 驱动电机系统结构表1 驱动电机技术参数类型永磁同步基速1228r/min转速范围0~9000r/min额定功率30kW峰值功率53kW额定扭矩102N.m峰值扭矩180N.m(相当于2.0排量的汽油机)重量45kg表2 驱动电机控制器技术参数技术指标技术参数直流输入电压336V工作电压范围265~410V控制电源12V控制电源电压范围9~16V(所有控制器具有低压电路控制)标称容量85kVA重量9kgMCU(E machine and inverter )-Motor Control UnitMCU主要集成两部分一部分是电机,和逆变器,他主要作用根据油门踏板和制动踏板的输入,去控制电机的动力输出以及能力制动回收。
