舒雄

摘 ?要 ?電動汽車電機驅(qū)動控制技術(shù)作為電動汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，一直是國內(nèi)外學者研究的重點。論文介紹了電動汽車常用驅(qū)動系統(tǒng)的種類及控制方法的研究現(xiàn)狀;闡述了國內(nèi)外電動汽車輪轂電機驅(qū)動技術(shù)的研究進展;最后指出，結(jié)合車輛行駛工況與電機驅(qū)動技術(shù)來提高續(xù)航里程是未來研究的重要內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 ?電動汽車;驅(qū)動控制;輪轂電機

中圖分類號：TM36 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1671-7597（2014）21-0041-01

電動汽車，是在傳統(tǒng)燃油汽車面臨能源危機與環(huán)境污染兩大難題時，得到重視和發(fā)展的，并被視為解決上述兩大難題的有效途徑。它是車輛工程、電子信息、新能源技術(shù)、計算機、自動控制等多學科交叉技術(shù)的集成，更容易使車輛電子化、信息化，從而提高車輛智能控制水平。電動汽車電機驅(qū)動控制技術(shù)作為電動汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，一直是國內(nèi)外學者研究的重點。

1 ?驅(qū)動系統(tǒng)種類及驅(qū)動控制算法

目前，電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)按所使用的驅(qū)動電機類型不同可以分為交流感應(yīng)電機、直流電機、開關(guān)磁阻電機、永磁同步電機、永磁無刷直流電機等驅(qū)動系統(tǒng)。電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車研究開發(fā)的重點之一，就目前而言，單電機配合減速器和差速器驅(qū)動車輪是電動汽車驅(qū)動的普遍方式?？紤]到各地的差異性及車輛的通用情況，目前大多數(shù)控制策略及控制方法的研究都通過軟件模擬仿真。山東大學的李珂等建立電動汽車異步電機仿真模型以及與之對應(yīng)的控制模型，實現(xiàn)了對純電動汽車動力性能仿真[1]。Z.Rahman等人，根據(jù)電動汽車驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速范圍、車輛行駛對電池組能量需求、驅(qū)動電機工作效率、車輛傳動系數(shù)，以建模仿真的方式來確定動力驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵部件的選型[2]。Mehrdad Ehsani等人，則利用電動汽車續(xù)航里程和行駛的動力需求為主要優(yōu)化目標，對匹配純電動汽車動力參數(shù)優(yōu)化算法進行了深入研究[20]。王慶年，丁永濤等人，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下完成了整車的并聯(lián)式控制策略的建模。所得出的研究結(jié)果表明，所開發(fā)電動汽車正向仿真平臺正確性、可靠性，對提高電動汽車初期研發(fā)效率、降低電動汽車的研發(fā)成本具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 ?電動汽車輪轂電機驅(qū)動技術(shù)

早在上世紀中期，名叫ROBERT的美國人將驅(qū)動電機、傳動/制動裝置全部集成在輪轂上，研發(fā)了最初的電動汽車輪轂。該類電機根據(jù)其安裝的方式不同，又分為輪轂電機驅(qū)動、輪邊電機驅(qū)動兩種結(jié)構(gòu)。輪邊電機驅(qū)動，它是將驅(qū)動電機固定在車架位置，電機的輸出軸直接把驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動輪，電機與車輪之間彼此相對獨立，只通過電機輸出軸或其它變速機構(gòu)聯(lián)接，減輕了車輪慣性力及車輛顛簸程度。輪轂電機驅(qū)動在結(jié)構(gòu)上與輪邊電機驅(qū)動有所不同，它是把驅(qū)動電機直接安裝在車輪的輪轂內(nèi)直接驅(qū)動車輪。這種結(jié)構(gòu)省略了傳統(tǒng)燃油汽車上面一系列的傳動裝置，大大提高了驅(qū)動效率，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單。在2005年，美國德州大學教授E.J.Triche等人對輪轂電機直接驅(qū)動的混合動力及純電動軍用車輛的沖擊載荷進行了相關(guān)的仿真和實驗[4]。K.Cakir和A.Sabanovic設(shè)計了直接驅(qū)動電動汽車的電氣系統(tǒng)，創(chuàng)建了電機三維模型，通過優(yōu)化設(shè)計，使得該輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)很好的匹配實驗車輛[5]。2012年，Perer Juris等人研究了溫度對輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)的影響，運用有限元方法對輪轂電機進行瞬時熱力學仿真分析，結(jié)果表明：過高的溫度會導致輪轂電機的驅(qū)動失效，并導致永磁鐵失磁。在國內(nèi)，同濟大學余卓平教授等，對四輪輪轂驅(qū)動的電動汽車路面附著系數(shù)估算方法進行了深入分析研究。他們利用電動汽車輪轂電機測速準確、驅(qū)動力響應(yīng)迅速等特點對車輛行駛路面的附著系數(shù)進行估算，通過這種方式能有效防止車輛行駛時車輪滑轉(zhuǎn)，確保車輛的行駛穩(wěn)定性。2012年，張立軍等人建立了包括電機轉(zhuǎn)矩波動動力學模型與充氣輪胎剛性圈動力學模型的系統(tǒng)耦合動力學模型，并進行了時頻域特性分析。此外，北京理工大學在輪轂電機驅(qū)動方面也有較深入研究，如謝邵波，林誠對前輪輪轂電機驅(qū)動的電動車行駛穩(wěn)定性進行研究，通過實驗仿真，驗證了其設(shè)計的控制策略可提高車輛橫擺穩(wěn)定性。

3 ?結(jié)論

目前，國內(nèi)外在電動汽車電機驅(qū)動控制方面的研究已涉及各個方面，從目前研發(fā)的進程狀況來看，國內(nèi)外基本處于同一起跑線上，國外略處于領(lǐng)先地位。另外，在電機驅(qū)動系統(tǒng)中，絕大部分研究焦點都集中于對電機本體的研究，沒有與電動汽車整車控制需求相結(jié)合。將電機驅(qū)動控制策略與車輛行駛工況緊密結(jié)合來提高驅(qū)動效率的相關(guān)報道較少。

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