学长福利——电动汽车电机驱动控制技术的研究现状与其发展趋势

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探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势新能源汽车的出现为解决环境污染和资源短缺问题提供了一种可行的解决方案。

而电控技术作为新能源汽车的重要组成部分,对其性能、安全性和可靠性等方面起着至关重要的作用。

本文将就新能源汽车电控技术的发展现状和趋势进行探讨。

1.电控系统方面随着新能源汽车的快速发展,电控系统也在不断完善。

从最初的简单控制到如今的电子控制单元(ECU)和智能控制系统,电控技术在新能源汽车中的应用已经非常广泛。

电控系统在电池管理、动力控制、能量回收等方面起到了至关重要的作用,通过对车辆动力系统的实时监测和控制,使得新能源汽车在能效、安全性和环保性等方面都有了较大的提升。

作为新能源汽车的动力源,电机控制技术一直是新能源汽车领域的热点之一。

目前,电机控制系统在电机参数调节、转速控制、驱动方式和能量回收等方面都取得了不小的进展。

尤其是在电机驱动控制算法和控制策略方面,国内外厂商和研究机构都进行了大量的研究和探索,为电机控制技术的提升奠定了坚实的基础。

3.智能化方面随着人工智能和大数据技术的快速发展,智能化电控技术也成为了新能源汽车电控技术的一大趋势。

通过引入智能化算法和技术,使得新能源汽车的电控系统能够更加智能化、自适应化和预测性,为驾驶员提供更便捷、安全和舒适的驾驶体验,同时也提升了车辆的整体性能和效率。

1.智能化和自动化2.安全性和可靠性电控技术的发展还将致力于提升新能源汽车的安全性和可靠性。

通过引入双重甚至多重冗余设计、先进的故障诊断技术和智能化维护系统,保障新能源汽车在复杂道路环境和极端天气条件下的稳定运行和安全行驶。

3.能效和环保未来,电控技术将继续提升新能源汽车的能效和环保性能。

通过优化电控系统的工作模式、提高电机的效率和能量回收利用率,降低新能源汽车的能耗和排放,实现更加环保、可持续的能源利用。

4.多元化和一体化随着新能源汽车的用户需求日益多元化,电控技术也将朝着多元化和一体化的方向发展。

电动汽车技术的研究现状及发展趋势

电动汽车技术的研究现状及发展趋势

电动汽车技术的研究现状及发展趋势随着人们对环保意识的不断提升,电动汽车已经成为了车市上的新宠。

然而,电动汽车的研究和发展并不是一蹴而就的,现在还存在着一些问题和不足。

在本文中,我们将探讨电动汽车技术的研究现状以及未来的发展趋势。

一、电动汽车技术的现状目前,电动汽车技术已经取得了不小的进展。

在电池技术方面,锂离子电池的价格越来越低,能量密度也越来越高。

这使得电动汽车的续航里程得到了显著的提升。

同时,电动汽车的电机技术也在不断地改进中。

电动汽车的驱动电机已经实现了高速度、高扭矩和高效率的完美结合。

这使得电动汽车的性能、驾驶感受和驾驶安全得到了显著提升。

然而,电动汽车技术的市场推广和普及仍然需要面对一些挑战。

首先,电动汽车的成本仍然偏高。

虽然电动汽车的价格已经在不断下降,但仍然较普通汽车要贵。

其次,电动汽车的充电设备和充电桩的建设还没有形成完整的生态链。

这使得电动汽车的充电便利性仍然存在不足。

再次,由于能量密度限制等原因,电动汽车的续航里程仍然没有达到与普通汽车相当的水平。

这也是一些消费者不愿意购买电动汽车的原因之一。

二、电动汽车技术的发展趋势为解决上述问题,电动汽车技术的研发者正在不断努力。

下面,我们将探讨电动汽车技术的未来发展趋势。

1、电池技术的改进电池技术的改进是电动汽车技术发展的关键。

目前,各大汽车制造商和研究机构都在不断地探索新的电池技术。

其中,最为有希望的是固态电池技术。

相比锂离子电池,固态电池的能量密度更高,充电速度更快,续航里程更长。

固态电池还有一个显著的优点——不容易发生电池漏液和过热等安全问题。

当然,固态电池的研究与开发还需要较长时间。

2、充电设备和充电桩的建设电动汽车的充电桩建设是推广电动汽车的关键。

目前,一些厂商已经开始在全国范围内建设充电桩。

随着充电桩的普及和建设数量的增加,电动汽车的充电便利性将会得到大幅提升。

此外,目前也有一些企业在研发一些快速充电技术,如短时间内充电90%以上电量的技术。

电动汽车电力驱动系统的研究现状与发展趋势

电动汽车电力驱动系统的研究现状与发展趋势

电动汽车电力驱动系统的研究现状与发展趋势电动汽车的出现对环境保护和能源消耗的优化起到了至关重要的作用。

堵塞的城市道路因电动汽车的出现更加环保和清静,消费的能源也比传统汽车更为节约。

然而,电动汽车的更多优化需要我们在电力驱动系统方面作出更多的努力。

现今的电动汽车主流驱动系统大多是电池与电动马达的组合,电池负责提供电能以及电能的存储,电动马达则将电能转化为动能,推动汽车的运动。

这一模式在实现无排放的同时,也提高了电动汽车的能效性,然而其存在着一些问题。

例如,电池寿命与电能密度的问题、电池的成本与功率输出的问题以及驱动系统在实际工况下的表现与寿命问题等。

因此,为更好地解决现阶段电动汽车的驱动问题,需要在电力驱动系统方面研究新的技术与方案。

一种新型的电力驱动系统是基于电能储存元件的驱动系统。

这种系统通过高温熔盐电池实现热电联供,将低品质的电池电能转化为高品质、高温、高压的电池电能,提高电能密度和电池的使用寿命。

这个新型的解决方案能够克服电池寿命短、电能密度低的缺陷,有效提高了电动汽车电池系统的稳定性和可靠性。

然而这种技术实际还处于实验阶段,需要更多的实验与验证来获得更多的技术成熟度,才能应用于实际生产之中。

另一个值得关注的技术是液态电池,它可以对传统的固态电池进行优化。

该技术的特点是能够将电池包裹在保温材料之中,从而达到保温效果,可以更好地对电池进行温度控制,延长电池使用寿命同时还有助于提高电能密度。

同时由于液态电池的输入和输出电导率大,电池的功率输出更为稳定。

这一方面是使液态电池具有更高的能效性,另一方面又使得其能够在电气系统方面更好的支持汽车车身系统的服役。

目前,液态电池几乎被用在了所有电力发生器中,其适用的使用条件已经非常成熟。

总的来说,在电动汽车领域,驱动技术的发展趋势是更加灵活、智能和便于保养的,凭借高性能的电驱技术、更低的成本和更完善的汽车系统解决方案。

通过纵观电动汽车电力驱动系统发展的历程,也明白这一过程是一项漫长的迭代与升级,同时,它也必须关注庞大的技术生态,并承担起消费者、制造商和公共机构的责任。

新能源汽车电动驱动技术的发展现状与未来展望

新能源汽车电动驱动技术的发展现状与未来展望

新能源汽车电动驱动技术的发展现状与未来展望随着环保意识的不断提升和对石油资源的日益稀缺,新能源汽车成为引领汽车产业发展的趋势。

而在新能源汽车中,电动驱动技术被认为是最具发展潜力的一种。

本文将探讨电动驱动技术的发展现状以及未来的展望。

一、电动驱动技术的发展现状1.1 纯电动汽车的兴起随着电池技术的突破和电动汽车的成本下降,纯电动汽车逐渐受到消费者的青睐。

国内外众多汽车制造商纷纷推出了各类纯电动车型,如特斯拉的Model S、Nissan的Leaf等。

这些车型具有零排放、低噪音和高效能等特点,吸引了大量环保意识较强的消费者。

1.2 混合动力技术的发展与纯电动汽车相比,混合动力技术在一定程度上解决了充电时间过长和续航里程短的问题。

混合动力汽车通过将内燃机和电动机相结合,实现燃油效率的最大化。

丰田的普锐斯是混合动力汽车中最为知名的代表,其成功的销售也进一步推动了混合动力技术的发展。

1.3 快充技术的改进快充技术是电动汽车发展的关键之一,它可以显著提高充电速度,缩短充电时间。

目前,快充桩在城市环境中逐渐普及,很多加油站也提供了快充服务。

此外,一些厂商还在研发更高功率的充电设备,希望能够进一步提升快充技术的效率和稳定性。

二、电动驱动技术的未来展望2.1 电池技术的突破电池技术的突破是电动驱动技术发展的核心。

目前,锂离子电池是最主流的电动汽车动力电池,但其能量密度和充电时间仍有待提升。

科学家们正在研究和开发新型电池技术,如固态电池、钠离子电池等,以期提高动力电池的能量密度、安全性和循环寿命。

2.2 公共充电设施的建设公共充电设施的建设将极大地促进电动汽车的推广和普及。

政府部门应加大对公共充电设施的投资,推动其建设和规模化运营。

此外,充电技术和标准的统一也是公共充电设施建设的重要保障,需要各方共同合作,制定统一的充电标准。

2.3 智能化和自动化驱动技术的应用随着人工智能和自动驾驶技术的不断发展,电动驱动技术也将融合其中。

电动汽车电机技术研究现状与发展趋势

电动汽车电机技术研究现状与发展趋势

电动汽车电机技术研究现状与发展趋势近年来,随着环境保护意识的提高和国家对新能源汽车的政策支持力度不断加大,电动汽车市场逐渐升温。

而电动汽车的核心就是电机技术,电机的性能直接影响电动汽车的动力性、耐久性和可靠性。

因此,电动汽车电机技术的研究也成为了车企和科研机构的热门领域。

一、电动汽车电机技术现状目前,电动汽车的电机可分为直流电机和交流电机两大类。

直流电机由于结构简单,易于控制,成本较低等优点,在电动汽车早期阶段得到广泛应用。

而交流电机由于转速范围广、负载能力强、效率高、噪音小等优势,在目前的电动汽车领域中占据重要地位。

目前市场上的电动汽车大多采用永磁同步电机(PMSM)或感应电机(IM)作为动力源。

其中,PMSM的输出功率密度较高,效率更高,且转速调节精度更高。

IM则具有结构简单、成本低、工作可靠性高等特点。

由于两种电机各自的优缺点,车企通常在具体车型中综合考虑功率、转矩、能耗等因素后做出选择。

二、电动汽车电机技术发展趋势1. 高效节能随着环保要求不断提高,电动汽车电机的能源效率、输出功率以及能源利用率都将需要进一步提高。

因此,电机的电磁设计、材料选用、制造和加工等技术将会更趋于精细化、精益化。

2. 结构创新电动汽车电机的重量、体积和复杂性一直是制约电动汽车发展的关键技术。

为了解决这些问题,电机结构创新成为必然趋势,研究人员将会在转子强度、空心转子、轴向通风等方面展开更多研究。

3. 智能化控制通过控制电机相位、路径、电流、温度等参数,实现电机的高效利用和车辆的动力分配、能量管理等都需要优秀的智能控制系统。

未来,越来越多的电动汽车电机将会实现智能化控制,并与车载智能系统逐步融合。

4. 联网交互随着汽车信息化的加速发展,未来电动汽车电机将更多地与车载网络进行交互。

车辆通过上传电机工作状态、能量消耗、车辆行驶状况等参数,对电机进行尽可能准确的计算、分析和优化。

总之,电动汽车电机技术在未来将成为电动汽车发展的关键之一。

关于“电动汽车驱动电机及其控制技术的现状与发展”的调研报告

关于“电动汽车驱动电机及其控制技术的现状与发展”的调研报告

关于“电动汽车驱动电机及其控制技术的现状与发展”的调研报告姓名:学号:班级:时间:2023 .01 .29.一、新能源汽车驱动电机的发展情况1.1驱动电机是新能源产业重要环节,永磁同步电机已占主导驱动电机是新能源汽车产业链重要环节。

电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性直接决定汽车行驶的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标,是电动汽车的重要部件。

永磁同步电机在国内驱动电机市场中份额近95%。

永磁同步电机由于我们国家在稀土资源方面的优势,以及永磁同步电机功率密度大、峰值效率高、尺寸小、质量轻、结构多样化及应用范围广等特性,永磁同步电机在国内装机量快速提升,2021年前11月国内永磁同步电机装机量达269万台,装机占比达到94%,在新能源驱动电机市场中占据绝对主导地位。

1.2主流车企纷纷换装扁线电机,扁线电机渗透率将快速提升1.2.1 扁线电机正成为主流扁线散热性好,提升高温动力性。

扁线由于导体接触紧密,槽里空隙降低,热量传导和散热系数提高,高槽满率下绕组间的导热能力是低槽满率的1.5倍;交流电阻下降在中低速发热降低,相对圆线定子温升降低18%,降低齿槽内热阻,热传导更好;并且槽满率高,具有更强功率扭矩能力,改善定子槽内散热,降低齿槽内热阻,温升可降低约8~12%,在更低的温升条件下,整车可以实现更好的加速性能。

扁线电机功率密度更高,整车动力更强劲。

扁线电机槽满率高,转矩密度提高,有效体积缩小,转矩加大,而功率提高,功率密度提高(例如上汽第二代EDU 高功率Hair-pin电机使功率密度提高20%),电机扭矩输出能力加强,进一步提升功率密度和整车动力性能。

圆线电机功率密度约3.5kw/kg的水平,已无法满足“十三五”规划中功率密度应满足4.0kw/kg的要求,而当前领先企业的扁线电机的功率密度约5kw/kg,因此扁线电机是未来发展的必然趋势。

学长福利——电动汽车电机驱动控制技术的研究现状与其发展趋势

编号:35《电动汽车》课程论文电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势Study Status and DeveIopment Trend ofEIectric VehicIeControI TechnoIogy of Motor Driving班级:车辆1103姓名(及手机):李朗学号:1101504321任课教师:郑建祥2013年5月14号电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势摘要:当今世界上节能和环保日益受到重视,因此电动车技术的发展步伐正在加快。

本文综合评述了电动车的关键技术—电机驱动技术,并对未来的发展趋势作了展望。

关键词:电动汽车;电机;驱动系统Study Status and DeveIopment Trend ofEIectric VehicIeControI TechnoIogy of Motor Driving Abstract:The development of the technology for electric vehicle is speeding up,as more attentions have been paid to the world energy saving and environment protection.This article described the key technology to electric vehicle———the motor driving control system,and made a prospect for the future technology.Key words:electric vehicle;motor;driving1.课题背景及选题意义由于能源和环境的压力,节能减排、以减少二氧化碳为目标的“低碳”经济的概念越来越得到全社会的认可。

与内燃机汽车相比,电动汽车具有无污染、低噪声、高效率、结构简单、维修方便等优点,以其为代表的新能源汽车受到国内外的极大关注。

新能源汽车驱动电机控制技术研究

新能源汽车驱动电机控制技术研究随着现代工业技术的快速发展,对于环境保护的要求也越来越高,而新能源汽车作为最具代表性的环保产品之一,已经成为了人们关注的焦点。

作为新能源汽车的最重要组成部分,驱动电机控制技术显得尤为重要。

本文将探讨新能源汽车驱动电机控制技术的研究现状和发展趋势。

一、研究现状1.1 驱动电机控制技术的分类目前,驱动电机控制技术主要有两种分类方式:第一种是按照能源类型分类,主要包括内燃机驱动电机控制技术和纯电动驱动电机控制技术。

第二种是按照电机控制技术的实现方式,可以分为基于传统电机控制技术的驱动电机控制系统和集成控制的驱动电机控制系统。

1.2 驱动电机控制技术研究的重点目前,国内外在驱动电机控制技术研究方面的主要重点是:1.2.1 驱动电机控制算法驱动电机控制算法是控制系统的核心,也是电机控制系统难点。

目前,国内外学者在驱动电机控制算法研究方面取得了一系列研究成果,包括反演控制、自适应控制、基于模型的控制、仿射控制等多种算法。

1.2.2 驱动电机控制器开发驱动电机控制器是驱动电机控制系统的核心部件,也是新能源汽车电气控制技术研究的重点之一。

目前,国内外研究人员已经开发出多种驱动电机控制器。

1.2.3 驱动电机热管理技术由于驱动电机工作时会产生大量的热量,因此需要进行热管理。

目前,研究人员主要采用主动冷却和被动冷却两种方式进行热管理。

1.2.4 驱动电机的控制策略驱动电机控制策略是影响驱动电机性能的重要因素之一。

目前,研究人员主要探讨的控制策略包括能量管理策略、电动力系统控制策略等。

二、未来发展趋势2.1 高效的磁性材料目前,驱动电机的磁性材料主要是永磁体和感应电磁体。

随着科技的进步,未来高效的磁性材料将会得到广泛的应用,将会在电机的效能方面得到很大的提高。

2.2 高精度控制技术目前,驱动电机控制技术主要是基于PID控制器进行控制,在未来,将会采用更高精度的控制技术。

2.3 驱动电机的轻量化设计随着新能源汽车的发展,为了实现更好的性能和更高的效率,驱动电机的轻量化将成为必须的技术之一。

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势

探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势随着全球环境问题的日益严重,新能源汽车作为解决传统燃油车辆对环境的污染和依赖问题的重要途径受到了越来越多的关注。

电动汽车作为新能源汽车的重要代表,其核心技术之一就是电控技术。

本文将探讨新能源汽车电控技术的发展现状和趋势,以期为相关领域的研究和发展提供参考。

1. 车载电子系统的智能化发展随着车载电子系统的不断发展,新能源汽车的电控技术也在不断更新和完善。

目前,许多汽车制造商已经将智能化技术引入新能源汽车的电控系统中,以提高汽车的性能和安全性能。

智能化技术的引入使得新能源汽车的电控系统更加智能化、自动化和人性化,极大地提升了驾驶体验和安全性能。

2. 能源管理系统的优化与创新新能源汽车的能源管理系统是电控技术的重要组成部分,对于提高电动汽车的能效和续航里程至关重要。

目前,许多汽车制造商和相关研发机构都在积极研究和探索能源管理系统的优化和创新,以提高电动汽车的能效和续航里程。

新型的能源管理系统采用了更加智能化的控制算法和更加高效的能源转换技术,极大地提高了新能源汽车的续航能力和整车性能。

3. 电动机控制技术的升级与突破4. 充电技术的创新与改进充电技术是影响新能源汽车充电效率和充电安全性的关键因素之一。

目前,许多汽车制造商、充电设备制造商和充电技术企业都在积极研发和应用新型的充电技术,以提高新能源汽车的充电效率和充电安全性。

新型的充电技术不仅可以实现更加快速和高效的充电,还可以提高充电设备的安全性能和用户体验,极大地促进了新能源汽车的普及和发展。

1. 智能化与互联网化2. 高效化与节能化3. 安全化与可靠性安全化和可靠性是新能源汽车电控技术的发展趋势之一。

未来,新能源汽车的电控系统将更加关注车辆的安全性能和可靠性,采用更加完备的故障检测和故障恢复技术、更加智能的安全控制系统和更加可靠的电子元器件,以提高车辆的安全性能和可靠性。

5. 一体化与模块化新能源汽车电控技术的发展现状和趋势表明,新能源汽车的电控技术将会朝着智能化、高效化、安全化、一体化和模块化的方向不断发展和完善,以适应未来新能源汽车的发展需求和用户需求。

电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势

电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势
电动车电机驱动控制技术是电动汽车发展的关键技术之一,其研究现状和发展趋势备受关注。

随着电动车市场的扩大和电机技术的不断创新,电机驱动控制技术在汽车制造业中的应用也越来越广泛。

目前,电动车电机驱动控制技术的研究重点主要集中在以下几个方面:
1. 电机控制算法研究。

包括电机转速闭环控制、电机转矩控制、电机电流控制等方面的研究。

2. 电机控制器硬件设计研究。

包括控制器的智能化、可靠性和安全性等方面的研究。

3. 电机驱动系统集成研究。

包括电机、电池、控制器等部件的集成优化,以及驱动系统与车辆整体设计的协同研究。

4. 电机驱动系统节能降耗研究。

包括电机能效提升、能量回收利用等方面的研究。

未来,电动车电机驱动控制技术的发展趋势将主要表现在以下几个方面:
1. 提高电机控制精度和稳定性,实现更高效、更可靠的电机驱动系统。

2. 提高电机的能量利用率,降低电机能耗,进一步提高电动车的续航里程。

3. 研究发展新型电机,如无刷直驱电机、永磁同步电机等,以提升电机的能效和性能。

4. 电机驱动控制器集成化程度将不断提高,控制器将成为电动车驱动系统中的重要组成部分。

综合来看,电动车电机驱动控制技术的研究和发展将在未来继续深入,为电动车的发展注入新的动力和活力,推动电动车技术的进一步革新和升级。

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编号:35《电动汽车》课程论文电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势Study Status and DeveIopment Trend ofEIectric VehicIeControI TechnoIogy of Motor Driving班级:车辆1103姓名(及手机): 李朗学号:1101504321任课教师:郑建祥2013年5月14号电动车电机驱动控制技术的研究现状及其发展趋势摘要:当今世界上节能和环保日益受到重视,因此电动车技术的发展步伐正在加快。

本文综合评述了电动车的关键技术—电机驱动技术,并对未来的发展趋势作了展望。

关键词:电动汽车;电机;驱动系统Study Status and DeveIopment Trend ofEIectric VehicIeControI TechnoIogy of Motor Driving Abstract:The development of the technology for electric vehicle is speeding up,as more attentions have been paid to the world energy saving and environment protection。

This article described the key technology to electric vehicle———the motor driving control system,and made a prospect for the future technology。

Key words:electric vehicle;motor;driving1.课题背景及选题意义由于能源和环境的压力,节能减排、以减少二氧化碳为目标的“低碳"经济的概念越来越得到全社会的认可。

及内燃机汽车相比,电动汽车具有无污染、低噪声、高效率、结构简单、维修方便等优点,以其为代表的新能源汽车受到国内外的极大关注.根据 TRU Group 的预测,2015、2019 年全球电动汽车产量约为 200 万辆、425 万辆.而根据美国阿贡实验室的评估报告,电动汽车控制器约占整车生产成本的 9。

5%结合以上数据分析,2015 年后全球电动汽车驱动电动机控制器所占市场份额大约为210亿元。

目前,国外大部分汽车企业在电动汽车领域有充足的积累,控制策略成熟度高,整车节能效果良好,控制器产品通过市场检验证实了其可靠性,尤其美国、日本及欧洲国家所拥有的电动汽车研发技术处于世界领先水平。

目前国内的车用驱动电机系统已达到了小批量生产的水平,包括上述的各种类型电机以及风冷、水冷等冷却形式,涵盖5kw~180kw功率范围.部分系统指标(如比功率和系统效率)达到了国际先进水平。

系统中应用了矢量控制、直接转矩控制等控制方法,采用了Igbo等全控型电力电子器件,dsp等先进的数字处理器,can总线通讯模式等控制技术,对参数辨识,效率优化,死区补偿等专门的问题开展了有针对性的研究,取得了卓有成效的成果,有一大批车辆已在城市道路上进行示范运行。

目前车用驱动电机系统尚需提高的地方:①全运行范围内的转矩、转速控制精度,效率最优化;②系统可靠性及耐久性尚未得到充分验证,和汽车行业的严格要求还有一定差距;③动力总成装置的集成度不高,机电一体化不够;④关键材料(如高性能硅钢片,绝缘材料)和关键元器件(如Igbo模块,cpu芯片)仍依靠进口,限制了选择余地和成本降低;⑤尚未形成完整的、满足汽车工业标准的供应商体系。

虽然具备了小批量供货的能力,但产品尚未通过ts16949质量体系标准认证。

今后仍需要重点研究的内容:①系统的集成化;②高性能电机控制策略,电机效率优化;③系统热管理;④系统失效模式分析,系统可靠性、耐久性预测及快速评估方法;⑤系统电磁兼容,环境适应性研究及试验验证,电机系统成本控制等鉴于此,国家在《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》中明确指出开发系列纯电驱动汽车及其能源供给系统。

电动机驱动控制器作为电动汽车的关键部件,其性能优劣直接影响整车的动力性及经济性。

电动汽车电驱动系统应具有尽可能高的转矩密度、良好的转矩控制能力、高可靠性及在宽车速范围内的高效率。

电动汽车电驱动功能的实现涉及电机、电力电子、微处理器、蓄电池、控制理论等多学科技术领域,是赶超世界汽车先进水平的核心技术。

因此,对电动汽车电驱动系统的研究开发具有重要的社会意义和工程实际意义。

2.电动汽车用电机概述相比传统汽车,电动汽车的动力通过柔性的电缆传输且驱动电机和变速器的布置多种多样,省去了联轴器和传动轴等装置因此结构较为简单。

在结构上,电动汽车可分为动力能源系统、电机驱动系统和辅助控制系统,结构如图1.1所示。

电机驱动系统一般由驱动电机、控制系统(包括控制器和传感器)、减速及传动装置、车轮等组成,它是电动汽车关键部分之一.电机驱动系统通过接收控制系统发来的命令,把动力电池的能量转变为电机的机械能,经由传动系统将动力传递到车轮上,保证车辆正常行驶。

电动汽车研究的最终目的以为了替代当前的燃油车,在性能上要保证车辆能够频繁的起停、加减速、乘坐的舒适性和恶劣环境的通过性等,因此对于电动汽车的驱动系统要有较高的要求:①电动汽车用电动机应具有简单耐用、过载能力强、加速性好、转矩的动态响应快的特点。

②电动机要能实现对转矩和功率的快速平滑的响应且能满足恒转矩区和恒功率区的调速.能在起步、爬坡等低速范围运行时输出较大的恒定转矩;在额定转速以上运行时,恒功率输出,以满足超车加速等高速行驶要求,提高了调速范围。

其良好的自动调速功能减轻了司机的操纵强度,达到了及内燃机车相同的加速踏板响应效果。

③电动汽车用电动机应具有再生制动功能.可以在汽车减速或下坡时,回收制动能量储存在动力电池中,提高了整车的能量利用率,也增加了车辆的续驶里程。

④为满足减少系统损耗和延长续驶里程的要求,电动汽车用电动机驱动系统效率尽量达到最优。

而且电机应有较高的瞬时功率和功率密度,以满足高速行驶的需要.⑤要求车用电机可靠性好,以适应在恶劣环境下的长期工作;便于使用及维修;尺寸和重量小,便于整车布置;价格便宜,利于批量应用。

图 1.1 电动汽车系统简图Fig1.1 Diagram of electric vehicle system目前,根据电动车辆所装备的电机类型,驱动系统一般可分为直流电机驱动系统和交流电机驱动系统.表 1。

1 为相应的电动汽车用电机的性能比较。

直流电动机的低速恒转矩和高速恒功率的特性非常适合汽车对转矩的要求并且结构简单,控制技术成熟,它是最早用于电动车的,像日本东京大学研制的 UOT 电动汽车就采用了直流串励电动机。

但由于效率低下、体积和质量较大、可靠性较差、其电刷和换向器要经常维护,不适用高速运转且换向装置工作时易产生火花而对其他电子器件造成影响等缺点,基本上已被永磁同步、无刷直流和感应电机等交流电机等取代.表 1。

1 各种电动车用电机的性能相比来说,交流感应电机(也称交流异步电机) 效率高、调速范围宽、可靠性好、便于维护、体积和质量小、价格便宜,是目前在电动汽车上得到广泛应用的电机.美国的电动汽车普遍采用感应电动机驱动,如 Chrysler 公司生产的 EpicVan,Ford 公司生产的 Ranger EV,通用汽车公司生产的 IMPACT 和 EV1 电动汽车。

还有德国大众的 Golf IV 电动汽车等。

我国的胜利 SL6700DD 电动客车,郑州华联ZK6820HG 电动轻型客车等也采用感应电动机。

永磁交流电机亦称永磁无刷电机(PMBLM),它包括永磁同步电机(PMSM)和无刷直流电机(BLDCM)。

前者凭借功率密度大、效率高、体积小、调速范围宽等优点,在电机驱动系统中的发展前景最为广阔,现已应用在多种电动汽车上。

而后者虽具有相同的优点,但是转矩脉动大,控制较前者复杂.日本尼桑公司的ALTRA6,丰田公司的 RAV4 和 PRIUS 采用永磁同步电机驱动。

英国、法国的电动汽车则主要采用永磁无刷直流电机。

交流永磁电机采用永磁体励磁,具有效率高,功率密度大等优点,但是高温工作时存在退磁现象会降低其性能,而且及感应电机相比成本较高,可靠性和使用寿命差.开关磁阻电机虽然结构简单可靠、运行效率高、成本低、易于控制;但工作噪声大、转矩脉动严重,在电动汽车的驱动系统中应用较少,如国内东风汽车开发的EQ6110HEV.3。

电机驱动系统的关键技术3。

1 电机控制技术的发展本论文针对现在应用较多的感应电机进行研究.早期的控制方法有 V/F 和转差率调速法,但是其调速范围小,转矩特性不好,不适合电动汽车的频繁起停和加减速的要求。

通过分析交流感应电机的模型可知它是一个高阶多变量、强耦合的非线性系统,而早期的控制算法根据电机的稳态等效电路和计算公式实现其控制,系统的动态控制效果不理想。

现在对交流感应电机各种控制方法的研究主要集中在基于磁场定向的矢量控制、直接转矩控制等,其相同之处在于实现对控制量的解耦,以确保交流电机的控制性能接近或达到直流电机的控制效果。

20 世纪 80 年代中期,德国的 M。

Depenbrock 教授和日本的 I。

Takahashi 教授分别提出了六边形直接转矩控制方案和圆形直接转矩控制方案.其后,该理论又被应用到弱磁调速范围。

直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)方法是用空间矢量的分析方法分析电动机的数学模型,采用定子磁场定向,电流不需解耦,对定子磁链和电磁转矩进行直接控制,转矩的响应快速.这种方法不需要复杂的坐标变换,而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小,并通过磁链和转矩的直接跟踪实现 PWM 脉宽调制和系统的高动态性能.它直接抓住电机输出特性,省去了复杂的矢量变换并对电动机的模型进行简化。

其结构简单,控制思路新颖、简洁明了,克服了矢量控制运算复杂的缺点,转矩响应迅速,动静态特性优良,但是缺点也十分明显:电压、电流波形畸变比较严重,转矩脉动较大。

1971 年德国 F。

Blaschke 提出了磁场定向的矢量控制(field-oriented vectorcontrol,FOC)矢量控制的主要原理是模拟直流电机的控制,基于磁场定向原理,通过解耦分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制目的,其控制精度高、动态响应快.现在矢量控制的发展已比较成熟,交流驱动驱动系统大都采用此技术。

然而,实际运用中转子磁链观测的准确性及控制的复杂性问题使得实际的控制效果不如理论分析的好。

这是矢量控制技术在实践上的不足之处,但是随着各种高性能芯片成本的降低,矢量控制的应用也将越来越广泛。

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