關(guān)鍵詞：新能源汽車；電機控制技術(shù)；性能分析

0引言

對于新能源汽車而言，在當(dāng)下最需要解決的問題就是電力傳輸系統(tǒng)問題，也就是我們常說的電機控制技術(shù)。根據(jù)筆者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)各新能源車企在電機控制方面雖然已經(jīng)投入了大量的資金與技術(shù)，但總體發(fā)展水平仍然相對滯后，其中也存在著各種問題。

1汽車電機概述

從類型方面來看，我國新能源汽車的電機可分為兩類，即直流電動機以及交流電動機。其中直流電動機在造價方面更低，結(jié)構(gòu)更簡單，并且擁有不錯的效率；相比之下交流電動機則結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高但是在效率方面則更具優(yōu)勢。也正因如此，導(dǎo)致如今的新能源汽車之中往往會根據(jù)車輛自身的定位來選擇不同種類的電動機，如永磁無刷直流電動機等。當(dāng)然，隨著技術(shù)能力的提升，其他形式的電動機也陸續(xù)推出[1]。至于電機控制技術(shù)方面，目前則主要采取了驅(qū)動電機、控制電機和其他輔助電機三種模式進行控制，此外，還需要采用不同的方法對各類控制電機進行優(yōu)化設(shè)計。

2新能源汽車電機控制技術(shù)的優(yōu)勢與劣勢

2.1新能源汽車電機控制技術(shù)的優(yōu)勢

在我國新能源領(lǐng)域，負責(zé)提供動能的電機可以分為直流電機與交流電機兩種。其中正如上文所言，直流電機結(jié)構(gòu)簡單且造價便宜，但總體能量輸送方面稍遜一籌，因此只能應(yīng)用于電動自行車和電動三輪車等領(lǐng)域。不過近兩年隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，直流電機在使用領(lǐng)域方面也有了進一步的拓寬[2]。比如逐漸在新能源汽車領(lǐng)域嶄露頭角的無刷直流電機技術(shù)，它采用三相交流電作為電源驅(qū)動交流旋轉(zhuǎn)磁場，并且自身具有良好的電磁兼容性，可以進行無級調(diào)速。至于交流電機，其特點是擁有更好的動能輸送能力，因此可以用于汽車、機器人等領(lǐng)域。并且交流電機運轉(zhuǎn)過程中可以有效地減少電磁干擾對周邊環(huán)境所造成的影響。

2.2新能源汽車電機控制技術(shù)的劣勢

目前，我國在新能源汽車電機控制技術(shù)領(lǐng)域雖然取得了長足進步，但這些成績均屬于實驗階段，換言之當(dāng)前國內(nèi)電機控制領(lǐng)域真正的劣勢，主要集中在實際運行過程中所遇到的各類問題。比如在實際的車輛試驗中，會出現(xiàn)電機噪聲過大的情況，以往為了解決該問題會采用隔音材料或者降噪減震裝置來降低電機噪音，但這一操作流程會造成電機的局部發(fā)熱而導(dǎo)致部分失靈。因此需要采取一定的措施對電機進行控制。根據(jù)科學(xué)研究，日常生活中電磁噪音往往與交流電頻率有關(guān)，而交流電頻率與電壓有關(guān)。特別是在使用了交流電機的新能源汽車當(dāng)中，由于交流電頻率本身與電壓有關(guān)，汽車中的電磁設(shè)備在運行過程中會向外發(fā)射一些高頻磁場和低頻磁場，從而導(dǎo)致電磁噪聲的產(chǎn)生[3]。除了噪聲之外，如果對電機的使用過程不施加控制，還會造成電機的表面振動，進而聲波向外輻射，即電動機表面輻射噪聲。

3新能源汽車電機控制技術(shù)應(yīng)用過程中所遇問題

3.1控制算法極為復(fù)雜

目前新能源汽車在電機控制技術(shù)領(lǐng)域面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中最大的挑戰(zhàn)來自控制算法的復(fù)雜性。眾所周知，新能源電機需要在不同的工作環(huán)境下做出各種操作指令，如加速、充電和制動等。而這些指令要求電機控制的算法要具備較強的靈活度與適應(yīng)性。正因如此，相關(guān)設(shè)計人員在開發(fā)控制算法時就需要將電機的各種特性考慮在內(nèi)。而隨著考慮電機特性的增多，電機控制的算法變得愈發(fā)復(fù)雜。這不僅增加了電機控制技術(shù)的設(shè)計難度，而且對于電機控制器本身也提出了更高要求，從而使得生產(chǎn)成本明顯提高。因此，控制算法越復(fù)雜，相關(guān)電機控制產(chǎn)品推出的時間就越晚，也越影響用戶的使用體驗。

3.2系統(tǒng)集成難度較大

系統(tǒng)集成難度大也是新能源汽車電機控制的主要難點之一。由于新能源汽車電機控制是由多個子系統(tǒng)共同完成，這些子系統(tǒng)各自具有不同的軟硬件架構(gòu)，因此想要子系統(tǒng)之間充分協(xié)調(diào)并且平穩(wěn)運營，需要多種控制策略相結(jié)合[4]。一般來說，控制系統(tǒng)涉及的策略越多，其結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，也就意味著有更多的數(shù)據(jù)互通以及接口適配等問題需要調(diào)整和協(xié)調(diào)，而這些手段的調(diào)整不僅需要理論方面的不斷研究，而且還需要在實際的測試之中收集反饋結(jié)果，因此會耗費相當(dāng)大的時間與精力，也是目前需要攻克的技術(shù)難點之一。

3.3實車路試周期較長

新能源汽車電機控制技術(shù)的應(yīng)用，需要經(jīng)歷大量的實車路試。其目的在于可以收集數(shù)據(jù)并對相關(guān)技術(shù)進行后期優(yōu)化，以保證真車上路時能夠為駕乘人員提供更好的使用體驗。目前新能源電機控制的實車路試時間周期較長，嚴(yán)重影響了相關(guān)工作的進度。造成這種情況發(fā)生的原因有兩點，其一是因為電機控制技術(shù)的算法優(yōu)化過程漫長且極為復(fù)雜，需要針對不同場景進行全面的測試與評估，這就需要投入大量的時間和人力資源，從而導(dǎo)致實車路試周期較長。其二是因為新能源汽車的電機控制系統(tǒng)并非單一存在，而是要與車輛的其他系統(tǒng)共同集成，因此在實驗的過程中還需要同步貫徹其他系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)，確保整車的各個系統(tǒng)都能順利運轉(zhuǎn)，這類實驗與觀察也非常耗時。

3.4車企技術(shù)研發(fā)力度==不夠

相比起國外擁有豐富經(jīng)驗的龍頭級車企而言，目前我國新能源汽車制造企業(yè)在核心技術(shù)與硬實力方面仍然存在不足，對于專利技術(shù)的把控能力不強，特別是新能源純電驅(qū)動汽車領(lǐng)域的不少核心部件仍然存在“卡脖子”的情況，應(yīng)當(dāng)心這類核心部件遭遇西方管制。細分到電機領(lǐng)域，如何延長電機使用壽命，如何提高使用效率也是當(dāng)前很多新能源車企頭疼的問題。因此在后續(xù)的發(fā)展當(dāng)中，突破核心技術(shù)壁壘，提高電機使用率將成為國內(nèi)新能源車企技術(shù)攻克的重點與難點。

3.5動力電池技術(shù)相對落后

與國外先進的動力電池技術(shù)相比，國內(nèi)同類型技術(shù)目前仍處于弱勢位置，大部分國內(nèi)電池生產(chǎn)商的產(chǎn)品在質(zhì)量與性能方面還有待提高。考慮在傳統(tǒng)燃油汽車時代，由于技術(shù)方面存在著先天缺陷和不足，導(dǎo)致我國汽車長期受制于外國先進的技術(shù)和零部件，因此在新能源汽車領(lǐng)域，必須打破國外公司的壟斷，特別是在動力電池方面，要敢為人先，走出一條遠超國外的道路。

4新能源汽車電機控制技術(shù)的優(yōu)化策略

4.1在設(shè)計方面采取模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化

在對新能源汽車電機控制技術(shù)的優(yōu)化升級過程中，模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化是更為有效的方法。所謂模塊化就是將電機控制的整個系統(tǒng)分解成若干個相對獨立且分工明確的小型模塊，然后通過明確的接口連接其他相關(guān)模塊。采用模塊化對現(xiàn)有電機控制技術(shù)進行優(yōu)化，可以大幅提升系統(tǒng)的靈活性與擴展性，同時相互獨立的小型系統(tǒng)也方便日后維修與保養(yǎng)，這將大幅降低后續(xù)購車人員的操作成本。而標(biāo)準(zhǔn)化則主要強調(diào)連接各模塊的接口與算法應(yīng)當(dāng)采用同一套定制化標(biāo)準(zhǔn)，使不同的硬件設(shè)備在同一系統(tǒng)中互相替換和協(xié)同，提高系統(tǒng)的擴展性和兼容性。模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化在電機控制技術(shù)優(yōu)化方面的使用，能夠大幅提高電機控制系統(tǒng)的使用效率，并且在穩(wěn)定性方面也有所保證。

4.2加強測試平臺的建設(shè)

測試數(shù)據(jù)是新能源汽車電機控制技術(shù)優(yōu)化的關(guān)鍵，因此為了達到更滿意的測試效果，需要對當(dāng)前車輛的測試平臺進行優(yōu)化升級，目前針對測試平臺的建設(shè)方案主要可以分為兩種，即打造虛擬仿真測試平臺以及加強實驗室測試平臺建設(shè)。其中前者可以模擬不同環(huán)境下車輛電機控制的具體情況，并且由于全部數(shù)據(jù)由模擬產(chǎn)生，減少了對于實際道路測試的依賴性，在一定程度上降低了測試的成本與時間[5]。而加強實驗室測試臺架的建設(shè)，則可以通過搭建能夠反復(fù)使用且可控的實驗環(huán)境，對電機控制系統(tǒng)的性能和功能進行深入測試和評估。通過實驗測試臺架進行實驗更為精準(zhǔn)且直觀，同時在獲取性能數(shù)據(jù)方面也更為精準(zhǔn)。另外實驗室測試臺架還能模擬不同路況，并根據(jù)具體路況評估電機控制系統(tǒng)的安全性與可靠性，可以更好地掌握電機控制系統(tǒng)的行為和性能，為優(yōu)化策略提供可靠的試驗基礎(chǔ)。

4.3選用高性能車載計算平臺

積極選用高性能的車載計算平臺也是實現(xiàn)新能源汽車電機控制技術(shù)優(yōu)化的重要途徑?？紤]到性能越高的計算平臺，其能夠提供的車輛駕駛參數(shù)就越豐富，并且可以憑借著強大的運算能力來得出實驗想要的數(shù)據(jù)，進而為提高電機控制的精度提供便利條件[6]。同時，車載計算平臺質(zhì)量越好，就越能夠起到過濾信號等作用，也更符合當(dāng)前車輛駕乘人員的實際需求，具有極低的故障率與較高的可靠性，對便捷駕車而言幫助巨大。

4.4積極開展產(chǎn)學(xué)研合作

國內(nèi)新能源車企加大在產(chǎn)學(xué)研方面的深度合作，能夠以最快的速度將最尖端的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到新能源汽車方面，從而加速對電機控制技術(shù)的優(yōu)化，同時積極參與產(chǎn)學(xué)研合作對于相關(guān)企業(yè)本身的技術(shù)能力提升也非常有幫助，最終企業(yè)的部分盈利還將以助學(xué)基金的形式反哺相關(guān)研究所，最終形成積極的良性循環(huán)。

4.5對直流電機技術(shù)進行優(yōu)化

在新能源汽車電機控制系統(tǒng)當(dāng)中，還需要注意對現(xiàn)有的對直流電機技術(shù)進行不斷的升級與優(yōu)化。考慮到此項技術(shù)是對新能源汽車的重要性，因此對相關(guān)技術(shù)進行優(yōu)化勢必會提高車輛電機控制的效率與能力，最終提高我國新能源汽車的科技含量與操作體驗。

5未來新能源汽車在電機控制方面的發(fā)展趨勢

5.1向高精度控制方向發(fā)展

隨著新能源汽車使用場景的日益廣泛，人們對于這種全新交通工具的要求也越來越高。因此，新一輪的新能源汽車發(fā)展大潮已經(jīng)到來。在新一輪的發(fā)展趨勢當(dāng)中，對于新能源汽車而言，電機控制精密度的提高肯定是眾望所歸，它不僅直接影響著駕乘人員的使用體驗甚至是人身安全，而且對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極強的推動力。因此在未來的新能源汽車領(lǐng)域，除了對現(xiàn)有電機控制技術(shù)進行調(diào)整與優(yōu)化之外，勢必還將有更符合科技水平的全新控制技術(shù)出現(xiàn)，讓我們拭目以待。

5.2控制策略向智能化方向發(fā)展

除了在精度方面的提升之外，為了滿足更多駕乘人員的使用體驗，未來的新能源汽車在電機控制技術(shù)方面，必定會向控制策略的智能化方面逐步發(fā)展。相比起傳統(tǒng)控制策略機械、生硬的操作體驗，智能化的電控設(shè)計必然會增強駕車與乘車的體驗感與舒適度，提高車輛的行駛效率，并且可以根據(jù)車輛的實際駕駛情況做出智能判斷。

當(dāng)然，越是智能化的控制策略，越需要技術(shù)力方面的提升以及大量的數(shù)據(jù)分析，這也是接下來我國新能源汽車領(lǐng)域需要重點布局的項目之一。據(jù)相關(guān)媒體報道，目前我國已經(jīng)開發(fā)出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電機控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)就是能夠在保證駕駛安全的同時，為駕乘人員帶來更多的智能化操作體驗。

6結(jié)束語

在新能源汽車領(lǐng)域，電機控制技術(shù)的優(yōu)化與研究對于提高整車操作感與舒適度方面具有非常重要的意義。就目前形式來看，我國新能源汽車電機控制技術(shù)在研發(fā)與實際應(yīng)用階段還存在著諸多問題，這些問題想要得到解決還需要全行業(yè)投入大量的人力物力與財力，特別是需要持續(xù)推進新能源汽車電機控制技術(shù)相關(guān)理論、設(shè)備、集成技術(shù)等方面的協(xié)同創(chuàng)新，以進一步提升新能源汽車的性能。與此同時，在了解到新能源汽車電機控制系統(tǒng)的重要性之后，我們還需根據(jù)當(dāng)前的形勢判斷出未來新技術(shù)發(fā)展的主要趨勢，并以此為契機進一步提升行業(yè)理論知識，以求能夠盡快適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展要求。