李曉華

摘 要：本文由當前新能源狀況引入，從問題以及新能源汽車的應用優(yōu)勢進行展望，介紹了新能源汽車的電機驅動控制技術，包括電機驅動控制和電機驅動控制器，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：新能源 汽車 電機驅動

Research on Motor Drive Control Technology of New Energy Vehicles

Li Xiaohua

Abstract：This article is introduced by the current new energy situation， looking forward to the problems and the application advantages of new energy vehicles， and introduces the motor drive control technology of new energy vehicles， including motor drive control and motor drive controller， hoping to provide effective reference.

Key words：new energy， automobile， motor drive

1 新能源汽車發(fā)展的現(xiàn)狀

在經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，汽車逐漸走進了各家各戶，隨之而來的是嚴重的環(huán)境污染問題，同時隨著汽車數(shù)量的不斷增加，我國的能源資源狀況也越發(fā)緊張，為了降低環(huán)境污染，緩解能源緊張的問題，需要加強新能源汽車研發(fā)力度。

1.1 中國汽車工業(yè)

中國的汽車工業(yè)在新能源汽車方面區(qū)得了重大進展，尤其在純電動汽車領域。但是中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)由于政府配套政策系列，除了純電動汽車其他新能源汽車項目目前仍停留在樣品和展示階段，市場推廣和商業(yè)化方面遠遠落后操作化。

1.2 核心技術缺乏競爭力

科技瓶頸嚴重，到目前為止，中國已經(jīng)成為一個大型汽車生產(chǎn)國家，但根本不是一個強大的國家，混合動力汽車核心技術較為缺乏，純電動汽車電池管理系統(tǒng)、電池續(xù)航里程等核心技術比較短缺，導致目前新能源汽車發(fā)展緩慢，純電動汽車電池續(xù)航問起一直未解決。

1.3 中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)差距巨大

發(fā)達國家的在新能源汽車電池系統(tǒng)集成技術、大型產(chǎn)品工藝設計、生產(chǎn)工藝質量和成本控制等方面做的相對比較成熟。我國在這些方面相對較弱，特別是由于缺乏電池、電機、電氣控制技術，而且國產(chǎn)關鍵部件性能比進口產(chǎn)品相對較差，電氣傳動系統(tǒng)較低，電池充電時間較長，壽命短。我國目前沒有完整的電機控制技術，電機驅動系統(tǒng)技術、電池系統(tǒng)技術、動力耦合技術，發(fā)動機和變速器控制技術。

1.4 基礎設施不完善

基礎設施建設是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提，是新能源汽車在中國的大規(guī)模應用的基礎。目前基礎設施展現(xiàn)出高成本、低利潤的現(xiàn)象。制約電力建設的重要因素是車輛基礎設施，即使有可能隨著工程規(guī)模的擴大，降低工程造價、充電站建設規(guī)模及縮減在未來的設備成本中，但是巨大挑戰(zhàn)依舊在基礎設施建設中存在。電機技術的發(fā)展對電網(wǎng)提出了很高的充電要求。如何改善現(xiàn)有電網(wǎng)適應新能源汽車充電需求將是汽車行業(yè)今后的一大課題。

1.5 技術創(chuàng)新的不完全性和不均勻性

標準新能源汽車產(chǎn)業(yè)是一個新興的產(chǎn)業(yè)還在發(fā)展過程中。不同的生產(chǎn)企業(yè)采用不同的技術路線，不能用傳統(tǒng)的標準來評價。在過去的幾年里，國家出臺了一系列的新能源車輛標準和法規(guī)，如燃料電池電動汽車，其他國家的工業(yè)節(jié)能汽車和新能源相關試行標準車輛都已陸續(xù)發(fā)放。然而這些標準和法規(guī)主要是新能源汽車性能和試驗的基本規(guī)定，因此新能源汽車安全性有待提高。

2 新能源汽車電機驅動控制技術中出現(xiàn)的問題

電動汽車的使用和普及在很大程度上取決于巡航范圍、數(shù)量以及充電樁的位置。因此如何提高電動汽車電氣傳動系統(tǒng)的效率，進而提高整車在綜合路況下的巡航范圍與新能源汽車的節(jié)能效果和使用成本是目前研究的關鍵。當前有很多關于新能源汽車能效控制的研究成果，但主要集中在兩個方面：一蓄電池充放電，很少考慮蓄電池母線等因素的電壓;二電機異步轉矩對電力拖動系統(tǒng)效率的影響?，F(xiàn)在市面上新能源汽車的電機大部分采用內(nèi)置式永磁同步電機系統(tǒng)，該系統(tǒng)傳動效率高;電氣傳動系統(tǒng)采用的主流控制方法是空間矢量脈寬調(diào)制算法。

3 新能源汽車的應用優(yōu)勢

新能源汽車即把新能源作為汽車的主要核心驅動力的車輛。新能源一般包括太陽能、電能、天然氣等能源，這種能量是可以再生的。與傳統(tǒng)的柴油、汽油等驅動能源相比，尾氣排放更低，污染更小，對我國能源短缺有很好的控制作用。

與傳統(tǒng)能源汽車相比，新能源汽車的應用性能更加突出，使用壽命更長，安全性更高，行駛時噪音更小。同時，新能源汽車的燃燒效率更高，污染更少，更環(huán)保節(jié)能。新能源汽車的零污染和零排放也符合中國在新時代倡導的節(jié)能環(huán)保理念，可以提高環(huán)保效率。此外，中國還向新能源汽車提供了相關政策支持，如新能源汽車的監(jiān)管政策和財政優(yōu)惠補貼等。隨著國內(nèi)外能源的緊缺，各國都開始尋找代替煤炭石油的新能源。在十一五規(guī)劃中，國家提出了新能源汽車項目，并提供優(yōu)惠政策，以促進新能源汽車的進一步發(fā)展。相比美國等發(fā)達國家，新能源汽車在中國的研發(fā)相對落后，針對這種情況，中國提出了三縱三橫研發(fā)計劃，加大了新能源汽車的研發(fā)力度，促進了新能源的充分利用。

4 新能源汽車汽車傳動系統(tǒng)控制技術

4.1 驅動控制

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，新能源汽車的使用和維護也逐漸成為社會發(fā)展和應用的焦點。通過對新能源汽車實際應用的分析，可以發(fā)現(xiàn)其投資是在一定社會范圍內(nèi)的理想效果，其能耗在進一步降低。對新能源汽車而言，要想充分發(fā)揮電機驅動控制的功能，就需要選擇合理的電機設備和高性價比的機械。根據(jù)相關標準和工作經(jīng)驗，電機選型應遵循以下原則：

（1）體積小、重量輕、高性能、機械設備在社會各個領域都處于改革創(chuàng)新的過程中，不斷向高端方向發(fā)展。新能源汽車的關鍵零部件還需要順應時代發(fā)展趨勢，提高應用性能指標，減輕重量，縮小體積，為其他機械設備提供更大的空間。

（2）提高高速范圍內(nèi)的速度效率。只有保證充足的動力，新能源汽車才能在各種路況下平穩(wěn)行駛，實現(xiàn)在各種生活場景中自由切換駕駛模式的目的。

（3）除了電力污染，新能源汽車還應盡量避免電磁輻射過大，造成惡性循環(huán)，進而要確保電機的電磁輻射符合相應的環(huán)保要求。

（4）低成本。我們需要選擇質優(yōu)價廉的產(chǎn)品。電機是新能源汽車的核心部件，可以有效地節(jié)約汽車成本，促進新能源汽車的推廣。

4.2 電機驅動控制器

在新能源汽車的應用過程中，當電機驅動器正常運行時，永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)主要用來維持電機驅動控制器的穩(wěn)定運行。相位差為120度的正弦電流與永磁同步電機相連，在氣隙中形成旋轉磁場，永磁同步磁場由轉子磁場和正弦磁場的矢量控制實現(xiàn)。在永磁同步電機中，稀土材料被用來形成轉子磁極，它在氣隙中產(chǎn)生正弦長度，并固定在轉子位置。在矢量控制過程中，轉子軸和同步軸的坐標系處于同一位置，兩個坐標系用d-q表示。

驅動轉子實現(xiàn)同步旋轉的主要方法如下：使FR沿旋轉方向移動，然后旋轉磁場引導轉子在磁場中旋轉，促進轉子同步旋轉。定子和定子電樞的磁勢角隨負載的變化而變化，且角度為了達到解耦控制的目的，必須保證電機的夾角與無補償繞組電機的夾角相同。解耦控制是轉子磁場定向的矢量控制，根據(jù)相應的位置信息，集中控制電子繞組電流，改善轉子和定子的正交磁場。

5 新能源汽車電機驅動控制未來發(fā)展方向

5.1 堅持我國的方針按照中國的情況

新能源汽車的發(fā)展必須堅持以下兩條原則：一要投入巨大的努力和熱情發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)。二應該加強傳統(tǒng)工業(yè)的技術進步與技術升級，開發(fā)汽車節(jié)能潛力和減排，建立基礎夯實、條件良好的新能源汽車發(fā)展環(huán)境。

隨著國家政策的傾斜，傳統(tǒng)汽車與新能源汽車之間的差距越來越大，需要長期考慮當前利益與經(jīng)濟增長之間的關系問題。

5.2 加快核心部件研發(fā)掌握核心技術

政府應該在技術上給予更多的支持，緊跟行業(yè)領先技術，鞏固現(xiàn)有優(yōu)勢地位加強研發(fā)，盡快更新技術。通過“引進和創(chuàng)新”，才能使國內(nèi)新能源汽車核心技術及其應用在實戰(zhàn)中不受到他人的限制。工業(yè)發(fā)展、自主研發(fā)和自主發(fā)展、自我創(chuàng)新應不斷加強。不斷提升核心技術支持、自主知識產(chǎn)權獲得和市場要求，通過成功的技術手段，實現(xiàn)了我國新能源汽車工業(yè)的快速發(fā)展。

5.3 協(xié)調(diào)和發(fā)展汽車工業(yè)

充分發(fā)揮汽車制造業(yè)與零部件生產(chǎn)企業(yè)之間的競爭與合作的科學體系，充分發(fā)揮汽車工業(yè)的發(fā)展和作用，建立專業(yè)化的分工協(xié)調(diào)體系。整車企業(yè)和部分車輛的綜合效益是共同的，因此，應同時具有“共存、共同繁榮”的特點，并考慮到長期效益，使之成為整體。否則，雖然部分質量低，價格低廉，可以降低汽車整車成本，但整車廠的經(jīng)營效益和經(jīng)濟效益會下降，導致整車企業(yè)的全面發(fā)展受到影響。世界汽車工業(yè)的發(fā)展歷史表明，汽車工業(yè)和汽車制造業(yè)的發(fā)展在新能源汽車工業(yè)發(fā)展的初期，政府應重視汽車制造業(yè)和零部件企業(yè)的發(fā)展，促進協(xié)調(diào)運行和可持續(xù)發(fā)展，使能源和新能源汽車的發(fā)展更加完善。

6 結語

新能源汽車的出現(xiàn)符合時代發(fā)展的要求，符合新時代節(jié)能減排的基本理念。電機驅動控制技術是新能源汽車的核心驅動方式。因此，有必要進一步加強對電機驅動技術的研究，只有掌握了這項技術，才能進一步擴大市場份額。

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