新能源汽车与电动机控制综述
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
新能源汽车驱动系统的设计与控制
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
新能源汽车电动机驱动及控制技术分析
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。
新能源电动汽车的电机控制和调节
电机控制系统正逐渐实现集成化， 将多个功能模块集成在一个控制器 中，降低系统的复杂性和成本。
02
电机控制策略
矢量控制
总结词
矢量控制是一种通过控制电机的输入电压或电流，实现电机转矩和磁通独立控制的电机控制策略。
详细描述
矢量控制通过将电机的输入电压或电流分解为转矩和磁通两个分量，分别进行控制，从而实现对电机 转矩和速度的高精度调节。这种控制策略广泛应用于高性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电 机控制系统。
调速系统
01
02
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机械调速
通过改变电机输入轴与输 出轴之间的传动比实现调 速，具有结构简单、成本 低等优点。
电气调速
通过改变电机输入电压或 电流实现调速，具有调速 范围广、控制精度高等优 点。
智能调速
利用现代控制理论和技术 实现电机最优控制和节能 运行，具有自动化程度高 、节能效果好等优点。
电机驱动与调节系统的优化
能效管理系统的发展趋势
智能化管理
利用先进的传感器、通信和人工智能技术，实现能效管理的智能 化和自适应调节，提高管理效率和准确性。
集成化设计
将电机、电池、热管理系统等部件进行集成设计，优化整体能效 性能，降低系统复杂性和成本。
可再生能源利用
结合太阳能、风能等可再生能源，实现电动汽车的绿色能源供给 ，进一步提高能效和环保性能。
直接转矩控制
总结词
直接转矩控制是一种通过直接控制电机的转矩和磁通，实现对电机转矩和速度进行快速响应控制的电机控制策略 。
详细描述
直接转矩控制通过直接检测电机的转矩和磁通，并采用相应的控制算法，实现对电机转矩和速度的快速调节。这 种控制策略具有快速响应和鲁棒性强的特点，适用于需要高动态性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电机 控制系统。
新能源汽车——电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。
目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。
本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。
本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。
2、电动机的主要调速方式。
关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析摘要：随着社会的发展，汽车已经成为了人们最主要的交通方式，随着科学技术的发展，新的能源汽车应运而生，它抛弃了传统的燃料和燃料，让汽车可以帮助人们更好的生活，也可以减少对环境的污染。
电机传动是新能源汽车的关键部件，对其进行优化和改进，可以有效地提升新能源汽车的质量，同时也可以通过优秀的电动机传动系统来提升企业在激烈的市场竞争中的核心竞争力。
关键词：新能源汽车；电机驱动系统；控制技术1.新能源汽车电机驱动系统控制技术概述新能源汽车的电机驱动系统中，电磁驱动器是实现电机驱动的关键部件，利用电机的转速来调整电机的转速，可以实现电机的驱动。
在永磁同步电动机中，三相的定子在一百二十度的角度上产生的磁场会在空气间隙内不停地转动，而由稀土永磁铁组成的正弦磁场可以维持转子的位置，当转子转动轴系与转动轴线系统重合时，定子磁场可以带动转子磁场转动，从而实现新型汽车电机的驱动控制器的解耦控制。
电动机的调速范围必须扩大，无论是恒功率区还是恒转距区都是一样，低速运行的横转距区可以在爬坡的时候有很大的转距来启动，而在高速度下的恒功率区低转距可以让新能源汽车在平台上快速地运行。
同时，新能源汽车还必须要有再生刹车的功能，这样才能让电池得到更多的电能，才能将新能源汽车的能量发挥到极致。
电机必须要能适应恶劣的环境，适合大规模的工厂制造，而且对电机的维护也很容易，而且价格也很便宜。
因此，用户在选购新能源汽车的电动机时，要考虑到电动机能否实现双向控制、电动机能否回收电能、刹车和再生能源。
2.新能源汽车电机驱动控制技术分类2.1直流电机驱动控制技术在新能源汽车的研制与生产中，首先被广泛采用的是直流电动机的驱动技术。
在晶闸管还没有研制出来之前，用电驱动的车辆，还得靠着机械来调整车速。
为了调节电动机电枢电压，采用了多组电池的串联数目。
很明显，这是一种比较死板、低效、不可靠的技术，而且在使用过程中，还会产生一些顿挫，影响到行车的舒适性和安全性。
新能源汽车与电机驱动控制技术
新能源汽车与电机驱动控制技术摘要：我国早在本世纪初就提出了可持续发展的原则，在提升科学技术水平和居民生活质量的同时，对资源利用和环境危害要在可控范围内，在此核心战略的背景下，能源节约和保护环境成为了重要的民生工程。
若将汽车的能源由燃油更换为一种可再生、低排放的新型能源，将更有利于可持续发展战略的推动。
近年来已经有越来越多的车企对电能加以利用开发新型能源汽车，油电混合汽车和纯电汽车的技术也已经日渐成熟，逐渐被人们所熟知，市场规模也在逐步扩大中。
关键词：新能源汽车；电机驱动；控制技术1常见新能源汽车技术的基本概述1.1纯电动汽车技术新能源汽车采用电能等洁净能源作为动力来源驱动汽车行驶。
因其动力源与传统汽车动力源工作形式不同，因此新能源汽车需要全新的车载动力装置。
新能源汽车在动力控制和驱动方面的技术领先于传统汽车，是具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车中运用最广泛、发展前景最好的是纯电动汽车。
纯电动汽车完全依靠电池作为动力来源，在汽车运行过程中也主要依靠电动机作为汽车的驱动装置，获得相应的机械能。
纯电动汽车在社会生活中比较常见，比如纯电动物流车、纯电动公交车以及纯电动家用轿车等等。
纯电动汽车主要构件包括充电装置、电动机、控制器及动力源，其中动力源主要指的是性能良好的动力电池。
电池作为电动汽车核心部件，其性能、质量及安全性将会直接影响到电动汽车的使用寿命和驾驶体验。
充电装置的充电效率直接决定纯电动汽车的市场竞争力，充电方式一般有快充和慢充两种。
近些年，充电装置的技术改革有了较大突破，充电效率不断提升，快充桩可在半小时内将电量充至80%左右，节省了大量充电时间，也提高了新能源汽车的群众接受度。
电动机与控制器主要影响新能源汽车操控性、加速性能以及扭矩输出特性，决定着驾驶体感。
与传统汽车相比，新能源汽车最大的优势在于能做到零污染、零排放，且有较高的使用经济性，在改善温室效应、城市雾霾等环境问题上有突出贡献。
1.2混合动力汽车技术混合动力汽车是以两种及两种以上能源为主要动力的汽车，应用最广泛的是油-电混合动力汽车。
新能源汽车与电机驱动控制技术
新能源汽车与电机驱动控制技术摘要：随着我国社会经济发展观念的不断变化，在相关资源的开发过程中，人们更加注重对环境的保护与能源的节约。
各种环保技术已经成为了各个行业中的首要目标，通过新技术的应用，不但能节约成本，还有助于发掘新能源，提高技术应用能力。
在我国汽车产业中，技术类新能源汽车具有广阔发展前景，通过汽车新能源的开发，能够更好地节约资源，降低汽车尾气对空气的污染，给科学环保工作带来一定益处。
关键词：新能源汽车；电机驱动控制技术；科学环保一、新能源汽车发展的现状在经济快速发展的背景下，汽车逐渐走进了各家各户，随之而来的是严重的环境污染问题，同时随着汽车数量的不断增加，我国的能源资源状况也越发紧张，为了降低环境污染，缓解能源紧张的问题，需要加强新能源汽车研发力度。
1.1 中国汽车工业中国的汽车工业在新能源汽车方面区得了重大进展，尤其在纯电动汽车领域。
但是中国新能源汽车产业由于政府配套政策系列，除了纯电动汽车其他新能源汽车项目目前仍停留在样品和展示阶段，市场推广和商业化方面远远落后操作化。
1.2 核心技术缺乏竞争力科技瓶颈严重，到目前为止，中国已经成为一个大型汽车生产国家，但根本不是一个强大的国家，混合动力汽车核心技术较为缺乏，纯电动汽车电池管理系统、电池续航里程等核心技术比较短缺，导致目前新能源汽车发展缓慢，纯电动汽车电池续航问题一直未解决。
1.3 中国新能源汽车产业差距巨大发达国家在新能源汽车电池系统集成技术、大型产品工艺设计、生产工艺质量和成本控制等方面做的相对比较成熟。
我国在这些方面相对较弱，特别是由于缺乏电池、电机、电气控制技术，而且国产关键部件性能比进口产品相对较差，电气传动系统较低，电池充电时间较长，寿命短。
我国目前没有完整的电机控制技术，电机驱动系统技术、电池系统技术、动力耦合技术，发动机和变速器控制技术。
1.4 基础设施不完善基础设施建设是实现可持续发展的前提，是新能源汽车在中国的大规模应用的基础。
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中度混合动力 中混常用ISG内置安装曲轴启动/发电技术，例如别克君越Eco
Hybrid（电机15KW），通常节油20%左右。
重度混合动力FULL HYBRID 也称全混合动力、强混合动力等，强混合动力代表产品为
新能源汽车运用与控制
南京林业大学汽车与交通工程学院 ----杨忠颇
内容
前言 新能源动力汽车的发展概述
一、组合高压电池结构与管理监控 二、车用电力驱动电机（发电机）结构与控制 三、 HV混合动力车驱动管理控制装置 四、电力转换驱动控制系统装置与连接性能的检测 五、新能源电动车使用缺点与安全
小结
前言
分类 性能
MicroHybrid 弱混
mildHybrid
FullHybrid
轻 混（中） 全 混（强）
电功率比例
5%
（混合度）
5～25 %
25～50 %
功能
•发动机起、停 •发动机起、停 •发动机起、停
•发动机驱动、优 •发动机驱动、 •发动机驱动、
化
优化
优化
•电动机轻微助力、 •电机助力、发 •电机助力、发
不断增加的燃烧热能需求与排放，赖以生存的环境空气不 断的遭受污染，石油能源有限储量面临不断的减少短缺，人类 正主动的迎接这一历史性的严峻挑战。
为使我们的天空变蓝，人与地球生态资源的和谐共处，开 发清洁、高效、智能化的新能源，取代现在正在使用的内燃机 热力的车辆，是该时期的迫切需要；
发展纯电动、混合动力和燃料电池电动化的电力车辆，是 该时期汽车动力的转型，主要体现了电动机、电力控制、电瓶 技术在车辆上可靠的安全性——新能源车的特点主要体现了汽 车电力驱动的运用（高压）。
混合动力运用技术
Q5混合动力车整体结构
HEV 混合动力车作为“准绿色汽车”，保留内燃机与一定的热力特性 和先进控制电机电力系统特性驱动的相结合，可以大幅度降低油耗， 减少污染物排放，是内燃机汽车转向电动汽车之前的过渡产品！
丰
HV动力驱动管理控制单元
田
普
锐
斯
混
合
动
力
驱
动
总
成
混合动力车经济使用能量特性分类表
4、高压电装置特征
直流高压电池输出与变频器连接到电机的导线路，都是高压导线，绝 缘性很高，均以橙色表示，在养护、维修时有风险，应规范注意安全
防护，断电10分钟后才能进行操作！
纯电动车的电力驱动系统整体布置结构
纯电动汽车产品结构简述
一、产品结构特点
S11电动车系统框图
驱动方式：前置前驱动力总成：减速器（速比9.035）+6kw永磁同步电机 能量路径： ① 高压：车载充电器→动力电池（Batt）→三项电机控制器（Inverter）
从发动机停止 状态下起动
正常行驶
加速
减速
停 止
仅电动机
电动机和发动机
电动机和发动机 （从蓄电池获取）
TOYOTA PRIUS（电机50KW），可节油40%。
插电混合动力PLUG IN HYBRID 插电式混合动力，能供更好的节油比例，但会消耗一定的电能，
例如大众高尔夫TwinDrive（电机130KW），每百公里8度电和 2.5L的油耗。
混合动力动力的运用特征
THS（丰田混合动力系统）主要操作特征
电力驱动车的发展，在动力总体结构上，最终完 全淘汰热力发动机和变速器，其电力驱动结构的方 式几乎不大。
国家“863计划”2001 新能源车发展Байду номын сангаас架
并联式、串联式、混联式
新 能
油电混合 俗称--混合动力
弱混、中混、重混
源
非插电式、插电式
车
电池 组动力电池技术
的
架
构
电电混合
燃料电池 技术 + 动力电池
变速器输出驱动的基础上，改造增添了高压电力电机驱动。
2、燃料电池驱动 主要以氢与氧能源在特定的装置设备内、电解产生电力能量，控制
高压电机驱动的车辆。
3、纯电力驱动 直接由高压蓄电池供电，经变频器电机控制单元、控制电机起动运
转，淘汰了热力发动机，变速器装置，只靠高压电力驱动的车辆。
（三种驱动形式称为三纵、高压电三装置管理控制驱动的形式又称三横）。
燃料电池工作原理
虽然燃料电池名字里面有“燃料”字样，同时氢气也 能够跟氧气在一起剧烈燃烧，但在燃料电池却不是利用燃 烧来获取能量，而是利用氢气跟氧气化学反应过程中的+电荷转移来形成电流的。
最关键的技术就是利用 特殊的“电解质薄膜”将氢气 原子拆分，整个过程可以理 解成蚊子无法穿过纱窗，但 是更小的灰尘却可以….电解 质薄膜也是燃料电池领域最 难被攻克的技术壁垒。
发电
电
电
•自动能量回收 •制动能量回收
•纯电动行驶
理论最大 节油效果
5～10 %
15～40 %
25～50 %
典型车型例 君越混合动力
本田insight
丰田Prius
混合动力分类
从对电能的依赖程度，混合动力可分为:
弱混合动力 MILD HYBRID 也称轻度混合动力、软混合动力、微混合动力等。例如奇瑞A5的
俗称--电动汽车
超级电容技术 + 动力电池
注意：低速电瓶车、双燃料车（含天然气、生物柴油、乙醇、甲醇 等）均不属于新能源技术
新能源车运用的技术结构特征
主要特征是：在原有的动力结构上：运用了高压电源，控制电机、加入 了电力驱动的车辆（减少或取代热力燃油消耗与排放污染的热力驱动 装置）。
1、混合动力驱动 用两个以上能源动力驱动的车辆、主要体现在原燃油内燃机热力经
了解新能源汽车的电力结构原理与控制技术特点，掌握安 全操作规范，对养护、维修、诊断现代新能源电动车，是现 代修理技能的必修课。
新能源动力汽车的发展概述
现热力驱动的内燃机因能源与严厉的环保法规 约束下已不适应需求，将会被新能源电动车所取代。
目前作为热力转型时期的新能源电动动车，不管 是运用燃料电池还是纯电驱动，在技术上都存在着 难以大面积推广的弊端，汽车要完全进入“纯电能 时代”，必须要有过渡技术---混动力汽车，才是目 前相对容易推广新能源与环保解决的最终方案之一。
→高压电机 ② 低压：动力电池→DCDC→低压电器系统
纯电动汽车元件布置结构图
二、产品总布置
充电器
后舱动力电池
预充电接线盒
后底板下动力电池 高压线束总成
DCDC转换
前舱车身电器 小电池
前舱动 力电池
驱动力管理 控制MCU
高压电机 驱动总成
典型EV纯电动汽车结构与控制原理图
点火开关唤醒
外部充电
燃料电池电动车