电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析
基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现
3、传感器与执行器设计：传感器负责采集电机的状态信息，如转速、电流、 温度等，并将信息传递给电机控制器。执行器则根据控制器的指令来调整电机的 运行状态，如扭矩输出、速度等。
4、通信接口设计：基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统采用CAN （Controller Area Network）或LIN（Local Interconnect Network）等通信 协议进行数据传输。这使得各个组件之间的数据交互更加稳定和可靠。
三、结论
用于电动汽车的永磁同步电机驱动控制系统是现代电动汽车的核心部分，对 于车辆的性能和效率起着决定性的作用。在设计和实现该系统时，需要充分考虑 到系统的稳定性、可靠性和效率性，同时要结合实际使用情况进行持续的优化和 升级。只有这样，才能为电动汽车的发展提供有力的支持。
谢谢观看
一、AUTOSAR与电动汽车驱动 电机控制系统
AUTOSAR是一种面向服务的架构，它为汽车电子控制单元（ECU）提供了一套 统一的接口和规范。这使得不同供应商的ECU能够相互协作，从而实现更高效和 可扩展的系统设计。对于电动汽车的驱动电机控制系统来说，AUTOSAR提供了新 的设计和实现的可能性。
基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机 控制系统设计与实现
目录
01
一、AUTOSAR与电动 汽车驱动电机 三、优势与挑战
04 四、未来展望
05 参考内容
随着全球对环保和能源转型的重视，电动汽车（EV）已经成为交通产业未来 的重要发展方向。在EV的核心技术中，驱动电机控制系统扮演着重要的角色，它 直接决定了车辆的性能和效率。近年来，AUTOSAR（AUTomotive Open System ARchitecture）作为一种开放和标准化的汽车电子架构，正在被广泛地应用于EV 的设计与开发。本次演示将探讨基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统的设 计与实现。
新能源汽车驱动电机技术研究
新能源汽车驱动电机技术研究新能源汽车是近几年来快速发展的领域。
与传统内燃机驱动汽车相比，新能源汽车有着更优秀的环保性能，减少了对自然环境的污染，也是解决气候变化问题的一种手段。
随着政府各种政策的支持，新能源汽车的销售量也在逐年增加。
而随着电动汽车的普及，驱动电机技术的研究也变得越来越重要。
一、电动汽车的驱动电机技术发展历程电动汽车的发展前景一直备受关注，但由于电动汽车的驱动电机技术一直较为落后，限制了电动汽车的发展。
而在长期的发展中，驱动电机技术也经历了几个阶段的发展。
1. 直流电机阶段最早的电动汽车使用直流电机作为驱动电机，这种电机通常是由可逆的电池组提供动力，在使用过程中具有很高的效率。
但是，直流电机需要使用大型的电容器存储电能，使得电机效率受到了较大的限制。
2. 交流电机阶段随着电子技术的进步，现代的电动汽车大多采用交流电机作为驱动电机，这种电机相对于直流电机来说，功率密度更高，效率更高，也更加具有抗干扰技术。
但是，交流电机的控制技术相对而言更加复杂，电机的可靠性也受到了比较严重的制约。
3. 磁共振电机阶段磁共振电机是电动汽车领域的新一代驱动电机技术。
这种电机基于磁共振理论，能够实现高效、高功率且低噪音的驱动效果。
磁共振电机的应用在电动汽车上，具有当世所有电机中最高的功率密度，支持从几马力到几百马力的所有级别的电动汽车，是未来发展的趋势。
二、新能源汽车驱动电机技术的研究现状1. 驱动电机的设计研究电动汽车的驱动电机系统由多种关键部件组成，如电机、电控器、变速器等。
在新能源汽车生产中，为保证驱动电机的实际性能与设计同步，需要开展一系列研究设计工作。
此外，电动汽车驱动电机还是一个系统集成的过程，需要各项技术协同工作，特别需要加强底盘、悬挂、转向等配套技术工作的研究。
2. 驱动电机的控制研究电动汽车驱动电机的控制系统是整个汽车系统的关键部件之一。
目前，通过动态系统模型的分析和仿真，大量研究表明，通过优化和改进控制算法、提高控制精度，可以改善电动汽车动态性能和经济性能，降低能源消耗和排放量。
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
03
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。
新能源汽车驱动电机性能特点与应用研究
新能源汽车驱动电机性能特点与应用研究摘要：新能源汽车是由蓄电池、驱动电机和相关控制系统构成的新型驱动系统，通过将电能转换为机械能来控制汽车的驱动。
在汽车运行过程中，不会像传统燃料汽车那样产生大量废气污染，这对改善室内能源结构和生态环境具有积极意义。
永磁同步电机以其高效率、重量轻、体积小、可靠性高的特点，已成为当今新能源汽车领域应用的主要电机类型，以确保驱动电机在新能源汽车中的可靠应用，有关单位应研究汽车运行需要的性能参数，有效提高新能源汽车的性能。
关键词：新能源汽车；驱动电机；性能特点；应用1新能源汽车驱动电机概述永磁同步电机的研究应用是当前新能源汽车驱动电机领域的重要发展方向，此类电机的应用能够有效减少电机对汽车内部空间的占用，实现整车重量的进一步降低，能够从成本和功率密度方面获取更多效益。
为满足新能源汽车在不同工况下的运行需求，驱动电机的调试范围需要进一步提升，相关生产单位应结合电机冷却热平衡技术、转子动力相关理论、电机控制理论、电机结构相关内容进行研究。
在发展过程中，永磁同步电机在高频响技术的支持下实现了动态响应性能及刚度的有效改善，同时也有效遏制了能引发较强噪声的共振问题。
高密度转子、定子绕组相关技术为永磁同步电机性能参数的突破提供了有力支持，现阶段涌现出的众多科研成果成为推动永磁同步电机在新能源汽车领域广泛应用的重要基础。
2新能源汽车驱动电机性能分析2.1交流感应电动机的结构交流异步电机的结构主要包括定子、转子、转子轴、前后端盖、轴承、位置传感器、低压电缆线束和高压电源线束。
定子主要由定子芯、定子绕组和机器底座组成，定子芯由硅钢板堆叠而成，定子绕组由聚酯薄膜圆形铜线或圆形铝线缠绕而成，根据设计师的要求缠绕成相应的匝数，然后进入定子芯槽。
转子主要由转子芯、转子轴、转子绕组组成，对于线圈型交流异步电机，转子绕组由嵌入转子槽内的缠绕铜线组成；对于鼠笼式交流异步电机，其转子称为鼠笼转子，主要通过高温铝铸造通过转子芯，然后转子芯槽内部，两侧由铝铸造，因此称为铝环。
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：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。
纯电动汽车电动机的驱动控制和扭矩响应分析
纯电动汽车电动机的驱动控制和扭矩响应分析随着环境保护意识的增强和新能源技术的发展，纯电动汽车正逐渐成为汽车行业的重要发展方向。
而电动机作为纯电动汽车的关键组件之一，其驱动控制和扭矩响应的分析对于实现高效、安全、可靠的车辆性能至关重要。
一、纯电动汽车电动机的驱动控制分析纯电动汽车的电动机驱动控制系统主要包括电机驱动控制器和电机转矩控制系统两部分。
电机驱动控制器负责将电池组的直流电转换为交流电，供给电动机使用；电机转矩控制系统则通过控制电机的相电流和转子位置，实现对电机转矩的精确控制。
1. 电机驱动控制器的功能电机驱动控制器是纯电动汽车电机系统的核心组件，其主要功能包括电流采样、闭环控制、PWM调制、过流保护和故障诊断等。
通过电流采样和闭环控制，电机驱动控制器可以实现对电机相电流的精确控制，确保电机运行稳定可靠；利用PWM调制技术，电机驱动控制器可以实现对电机转矩和速度的控制；同时，电机驱动控制器还具备过流保护功能，可以监测并保护电机在运行过程中的安全性；故障诊断功能可以及时检测电机驱动控制器的故障，并提供相应的故障代码，便于维修与排查。
2. 电机转矩控制系统的设计电机转矩控制系统主要包括电流环控制和速度环控制。
在电流环控制中，通过对电机相电流的检测和控制，实现对电机转矩的精确控制。
在速度环控制中，则通过对电机转子位置和转速的检测和控制，实现对电机速度的精确控制。
为了实现高效的电机控制，需要合理设计电机转矩控制系统的参数，包括电流环控制系统的比例、积分和微分系数以及速度环控制系统的比例、积分和微分系数等。
二、电机扭矩响应的分析电机扭矩响应是指电机在受到外界变化时对其做出的响应，通常可以用于判断电机的动态性能和控制系统的性能。
电机扭矩响应的分析主要包括响应时间、超调量、稳态误差和频率响应等方面的分析。
1. 响应时间响应时间是指电机从受到输入变化到输出达到稳定值所需要的时间。
一般情况下，电机响应时间越短，说明其动态性能越好。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电动汽车用驱动电机控制系统及实现分析
摘要：为解决汽车尾气对环境造成的污染，各种新能源汽车开始问世，而电动
汽车就是其中的一种。
而作为电动汽车核心技术，其驱动电机控制系统电动汽车
发展的关键要素之一。
本文将对电动汽车用驱动电机控制系统的设计方式进行详
细介绍，并会对该系统算法实现进行分析，旨在提高驱动电机控制系统应用水平，为电动汽车在市场中的立足与发展提供保障。
关键词：控制系统；驱动电机；电动汽车；软件设计
所谓电动汽车就是以电源为动力进行驱动行使的新能源汽车。
这种汽车不仅
节能，而且对于环境的污染较小，有着较大的发展空间。
该汽车主要分为燃料电
池汽车、纯电动力汽车以及混合动力汽车三种，而控制系统、动力电池以及电机
则是该类型车辆的关键技术。
为实现驱动电机控制系统在电动汽车中的合理运用，业内各界人士都加大了对该系统的研究力度。
一、电动汽车用驱动电机控制系统设计方案
（一）软件设计
在对该控制系统软件进行设计时，为保证软件可移植性以及可读性水平，一
般设计人员可以运用C语言来对软件部分进行设计。
系统软件主要负责对控制信
号进行输出、系统初始化以及对中断函数进行处理等。
其中初始化包括继电器初
始状态设计与初始占空比设计等内容；而系统中所运用的中断主要有HSO中断、
串口接受数据终端以及档位变化终端和CAN总线中断四部分内容[1]。
在对档位变化中断进行处理过程中，设计人员要通过对非可屏蔽中断NMI来实施相应处理，
以便可以对档位信号第一时间做出反应，可以有效控制因档位改变而出现的相关
风险。
设计人员要将定时器T1视作是PWM波基础标准，并将周期设定在2千赫兹，同时要在运用定时器在对中断信号进行收集，一般信号收集周期会控制在250赫
兹左右。
而电枢部分自己励磁要通过“PI”控制算法进行模糊计算，进而获得精准
结果。
此控制器最大的优势就是可以在较大范围内，对系统控制量进行科学调整，从而实现对系统响应速度的有效提升，有效避免稳态误差的出现，确保控制系统
的动态性能以及静差数值。
（二）硬件设计
（1）控制子系统
该子系统主要负责对驾驶人发出的指令进行接收与分析，并会通过相应计算，明确电机下一步动作，并会将这一动作指令发送到驱动子系统之中，完成相应动
作的驱动。
根据功能而言，此子系统可以分为电源、MCU以及接口驱动三种模块[2]。
为了对系统抗干扰能力进行强化，设计人员通常会运用光电隔离以及其他抗
干扰手段，来对数字量传输过程进行保护，最大限度降低传输时出现悬浮问题，
进而确保控制子系统的正常运行。
同时因为系统中拥有电动机转速信号、钥匙以
及倒挡等诸多模拟输入量类型，所以设计人员要按照不同信号对电路进行调整，
要运用并联电路将电流信号转变成电压并进行输出，并要将电压输入到同向运算
放大器输入端之中，以增强电流电压转换精准度。
而系统中加速踏板以及其他信号，则应通过对分压电路的运用来对其进行调理，从而实现单片机对其的处理。
（2）驱动子系统
当控制子系统接收到相应指令或信号之后，便会通过相应处理手段将其传输
到驱动子系统之中，该系统会根据徐相应指令对电机进行驱动。
一般而言，驱动
子系统在设计时都会安排5个左右的通断用继电器，可以用E1到E5对每个继电
器分别进行表示。
设计人员要在主回路中设置连个继电器，并将其与电源正负极
分别连接在一起，并由同一信号对两者传达指令；运用两个继电器对两路信号进
行控制，这样更加便于励磁电流进行换向，同时需要注意的是，为防止两路信号
出现导通问题，应运用互斥电流；最后一个继电器要用在对电枢电流的通断控制，其控制源通常为单信号[3]。
就功能角度而言，驱动子系统主要分为电枢回路以及励磁电路两项内容。
而
汽车也会按照相应要求设置想不通档位，这些档位会负责对电机进行停机、正转
以及反转的变换，但同时这些变换的操作多是由对关断励磁电流以及励磁电流方
向进行科学把控而完成的。
在汽车前进、后退以及驻车都会通过继电器对电源进
行控制，从而实现相应指令操作。
二、电机控制系统算法实现
通过对驱动电机控制系统控制策略以及基本原理的分析，该系统算法实现主
要分为主程序、控制器参数选定以及中断服务程序三种。
（一）主程序
该程序主要负责对控制系统寄存器以及变量进行初始化，SCI总线以及处理器等内容的初始化工作都包含在其中。
在主程序完成初始化程序之后，会开始对控
制器参数进行读取并会展开控制算法。
（二）控制器参数选择
由于控制器参数选择会对最终电机控制效果产生直接影响，所以设计人员应
对参数选取予以足够重视。
目前参数选择方式较为多样，主要分为工程整定以及
理论计算整定两种方式。
由于后一种选择方式需要建立数学模型并进行大规模计算，不仅计算较为繁琐，而且可靠性相对较低，所以在通常这种选取方式并不常用。
而前一种选择方式所建立的数学模型并不需要太过繁琐的计算方式，整体操
作较为简单，因此较为常用。
设计人员可以在闭合控制系统之内对调节器进行合
理调节，按照由大到小的规律，逐一对调节器比例度进行调整，而此时得到的等
幅振荡过程中的比例度便被称之为是“临界比例度”。
相关人员需要对该过程相应
数值进行获取等按照经验公式对其进行计算，便能准确计算出控制器参数。
（三）中断服务程序
该程序属于中断服务关键内容，矢量分析以及电机转速测定等都是该程序内容。
当进入到该程序之中后，便会进行现场保护以及电机转速测定，之后会进行Clarke变换以及矢量分析和现场恢复操作，最终实施中断返回。
结束语
鉴于电动汽车推行对于节能环保的重要意义，业内人士都应加大对该汽车的
研究力度。
要对汽车驱动电机控制系统进行深入研究与科学设计，要不断对系统
的软件设计方案以及硬件设计方案进行完善，并要掌握相应的算法实现方式，从
而切实提升驱动电机控制系统设计与应用水平，为电动汽车的推广与普及奠定良
好基础。
参考文献
[1]傅松桥,娄鑫山,卢超.关于电动汽车用驱动电机系统评价体系的分析[J].信息
通信,2016,11:273-274.
[2]张琦,刘世达.电动汽车驱动电机控制系统的设计与实现[J].德州学院学
报,2015,06:66-69.
[3]李强,王永全,付瑶琴.电动汽车用异步电机驱动控制系统可靠性分析[J].电机
与控制应用,2014,07:62-67.
作者简介
张正刚（1989-），男，汉族，甘肃静宁人，学历：本科，职称：助理工程师，研究方向：电气工程及其自动化。