永磁同步电机在新能源汽车上的研究
新能源汽车电机驱动控制技术的研究
新能源汽车电机驱动控制技术的研究作者：李晓华来源：《时代汽车》2021年第15期摘要：本文由当前新能源状况引入，从问题以及新能源汽车的应用优势进行展望，介绍了新能源汽车的电机驱动控制技术，包括电机驱动控制和电机驱动控制器，希望能给相关人士提供有效参考。
关键词：新能源汽车电机驱动Research on Motor Drive Control Technology of New Energy VehiclesLi XiaohuaAbstract：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 drive1 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。
《2024年永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》范文
《永磁同步电机矢量控制系统的研究与设计》篇一摘要：随着现代工业的快速发展，永磁同步电机（PMSM）以其高效率、高精度和良好的调速性能，在工业自动化、新能源汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。
本文针对永磁同步电机矢量控制系统展开研究与设计，通过深入分析其控制策略与系统结构，提高电机控制的准确性与稳定性。
一、引言永磁同步电机（PMSM）是一种依靠永磁体产生磁场的同步电机，具有结构简单、运行效率高等优点。
而矢量控制技术作为一种先进的控制方法，可以实现对永磁同步电机的精确控制。
本文旨在研究与设计一种高性能的永磁同步电机矢量控制系统，以提高电机的运行性能和效率。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机的基本原理是利用永磁体产生的磁场与定子电流产生的磁场相互作用，实现电机的转动。
其运行性能与电机的参数、控制策略等密切相关。
因此，了解电机的运行原理和特性，是进行矢量控制系统设计的基础。
三、矢量控制技术分析矢量控制技术是一种先进的电机控制方法，通过精确控制电机的电流分量，实现对电机转矩和转速的精确控制。
本文将深入分析矢量控制技术的原理、方法及优点，为后续的系统设计提供理论依据。
四、系统结构设计系统结构设计是永磁同步电机矢量控制系统的关键部分。
本文将设计一种以数字信号处理器（DSP）为核心的控制系统，包括电源模块、电流检测模块、速度检测模块、控制器模块等。
通过合理的系统结构设计，实现电机的高效、稳定运行。
五、控制策略研究在控制策略方面，本文将采用基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的矢量控制方法。
通过对电机的电流分量进行精确控制，实现对电机转矩和转速的精确控制。
同时，将引入现代控制理论，如模糊控制、神经网络控制等，进一步提高系统的控制性能和鲁棒性。
六、仿真与实验分析为了验证所设计系统的可行性和有效性，本文将进行仿真与实验分析。
通过建立电机的仿真模型，对所设计的矢量控制系统进行仿真测试。
同时，将在实际电机上进行实验测试，分析系统的运行性能和控制效果。
电动车辆用永磁同步电机设计
第1章引言1.1电动车辆发展背景汽车尾气的排放对人类健康和人们生活构成了严重威胁，再综合能源问题的考虑，于是，具有零排放污染的电动汽车重新被重视起来，各国都制定了相关的鼓励政策。
典型的例子如美国，1993年9月，美国政府提出了10年完成的“新一代汽车合作计划”(PNGV)，由政府牵头，组织几十个公司和机构，完成提高燃料经济性和开发电动汽车的规定目标。
各大公司在政府的支持下，也制定了发展电动汽车的长远规划[1]，调动社会上各种力量参与电动汽车的研制。
电动汽车经历了关键性技术的突破，样机、样车的研制，区域性试用以及小批量实际应用等探索阶段，现在已接近商业化生产。
电动汽车是以电为动力的汽车，电动机是其主要动力来源。
1.2电动汽车分类目前的电动汽车分类主要有以下两种：1）燃料电池电动汽车初期的电动汽车因电池组体积大、续驶里程短、使用不方便、成本高等缺点，无法与技术已经成熟的内燃机汽车相比。
要想发展电动汽车必须在技术上解决比能量、比功率、寿命、成本以及研发经费等各种难题。
到了20世纪90年代，电动汽车技术有了显著的进步。
如燃料电池的比功率从1997年的0．16kW/kg，提高到2000年的0．47kw/kg，提高了近3倍。
燃料电池，尤其是以氢为原料的质子交换膜燃科电池(PEMFC)，成了电动汽车发展的希望[2]。
燃料电池汽车(Fuel Cell—Powered E1ectric Vehicles)实际上是一种使燃料中的化学能转变为电能从而驱动车辆的汽车，排放物只是没有污染并可再利用的水。
燃料电池的发展还有些关键性技术难题，如催化剂、质子交换膜、极板等，这些问题都在研究攻关阶段，但不管如何，“氢能”必将引起汽车工业的革命。
1996年，北京举办的国际电动汽车及代用燃料汽车展览会上，参展的电动汽车有福特的Ranger电动轻卡车，通用的EV1型车，丰田的RAV4L型车，PSA集团的SAXO型车，菲亚特的ZIC等车型，充分展示了电动汽车的发展水平。
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。
新能源车用永磁同步电机的标定与控制
新能源车用永磁同步电机的标定与控制2018年8月19日13 24电机标定量有哪些？•温度特性曲线•软件辨识方法•电流控制IdIqMap低温/高温•电流传感器直流定位脉冲电压定位•电机外特性•温度的影响Id/Iq控制命令标定(IdIqMap)□电机控制的核心是在直流电压和电压利用率的约束内，尽量输出更大的转矩达到更高的转速。
因此需要找到合理的Id/Iq指令组合用于控制，实现预期的性能目标。
标定前的准备工作标定前的准备工作：电流延时时间补偿控制中，电流反馈需要使用ADC采样，所以对于ADC采样的精度以及同步性要求很高。
标定前的准备工作：电流延时时间补偿采样延时标定前的准备工作：死区补偿控制中，为了防止逆变器同一桥臂上下两个开关管同时导通，人为地将开关管导通的触关断状态。
同时，开关管的导通和关断逆变器A相电流流向示意图标定前的准备工作：死区补偿一种死区补偿方法：Y. Park and S. Sul, “Compensation of inverter nonlinearity based on trapezoidal 2012 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition (ECCE), Raleigh, NC, 2012, pp. 2292-Estimated distortions of an inverter(a) output current and predicted voltage distortion (V标定前的准备工作：主流定位法旋变零位校准：转子磁极与定子U相存在一□通过向电机施加某个角度的电压或电流矢量，使电机旋转到该角度。
一般可以使U相上桥S1、V相和W相下桥S4、S6开通，向电机施加1-0-0矢量，从而使电机旋转到0角度。
标定前的准备工作：脉冲电压注入法旋变零位校准□份，分别在各角度上施加等幅值等时间的电压矢量，同时检测三相电轴电流峰值标定前的准备工作：脉冲电压注入法旋变零位校准：电机无需转动□标定前的准备工作：Sensorless估计法旋变零位校准□以脉振高频电压信号注入法为例ˆˆIdIqMap标定步凑□STEP 1：固定1个恒定转速，根据设定e_constIdIq测试点示意图引自文献1IdIqMap标定步凑□STEP 2：获取MTPA(Maximum Torque Per○测量值是离散的，因此可以进行差值、拟合。
新材料在新能源汽车中的应用分析
新材料在新能源汽车中的应用分析摘要：当前，新能源汽车的研究已成为今后节能发展的主要趋势，本文从新能源汽车的分类入手，对比分析各种车辆的优缺点，并着的重介绍新型材料在新能源汽车领域的应用，从而促进新能源汽车工业的发展。
关键词：新能源汽车；材料；混合动力；汽车工业1.新能源汽车分类新能源汽车的发展方向是动力系统创新，目前我国的新能源汽车按动力能源分为三类：①混合动力新能源汽车。
即电机+发动机双重动力模式，以电力和燃油消耗为动力。
②全电力新能源车型。
电动化是当前新能源汽车发展的主流，其优势有很多，但需要解决电池储存、电池寿命、电车成本等三大问题。
③氢气驱动的新能源车辆。
氢能源汽车与燃油汽车相比较，前者排放的废弃物为水，而燃油汽车排放的尾气对自然环境有一定伤害，但是氢气本身的生产成本较高。
除了氢能源汽车之外，还有CNG汽车、氰基甲烷燃料汽车、水动力汽车、储气汽车、电容汽车等。
2.新能源汽车与传统汽车的比较新能源汽车与传统燃油汽车最大的区别就在于动力供给形势不同，传统汽车是以汽油、柴油、乙醇等不可再生资源为动力燃料，而新能源汽车是以氢气、电能、水等可再生资源作为动力燃料。
前者最大的缺点在于污染环境，其次是能源不断的减少。
后者劣势在于新型能源的获取成本较高，且技术不成熟。
由此引发了新一轮的研究课题：新能源汽车的发展研究。
但是各种新型材料的开发与创新发展迟缓，难以满足新能源汽车的续航和寿命需要。
同时人们对待新能源汽车的态度无法与传统汽车相比，它会引起使用者的里程焦虑。
3.新能源汽车所用新材料的调研3.1驱动电机材料电池技术和电机技术是限制电动汽车发展的两个重要因素，目前电机技术发展比电池技术发展要更为完善。
自“863”重大科技公共关系计划出台以来，我国在此领域已有了一些成果。
尽管目前的驱动马达已基本满足国内汽车生产的要求，但驱动马达的上游组件，也就是传动系统的控制组件，目前仍主要依赖进口。
其中，永磁同步电动机能够满足电力车辆的功率需求。
电动汽车用永磁同步电动机设计及研究
电动汽车用永磁同步电动机设计及研究发表时间：2018-03-13T16:26:08.477Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：赵建帮[导读] 摘要：伴随着世界经济的大踏步增长，人们生活水平得到提高的同时，对汽车的需求量迅速增加，汽车数量的增加导致石油和其它资源的消耗增加，同时汽车尾气的排气量迅速增加，致使资源和环境都受到了严重的影响。
（河北御捷车业有限公司河北邢台 054800）摘要：伴随着世界经济的大踏步增长，人们生活水平得到提高的同时，对汽车的需求量迅速增加，汽车数量的增加导致石油和其它资源的消耗增加，同时汽车尾气的排气量迅速增加，致使资源和环境都受到了严重的影响。
节能减排早已成为社会各界共同探讨的热点，使用电能代替其他短缺能源已成为一种共识，相对于石油资源的消耗带来的影响，电能的产生方式多样，产量充足，覆盖面广，而且能源利用率高，方便环保，所以电动汽车的研发是一种必然趋势。
关键词：电动汽车；永磁同步电动机；场路耦合引言随着全球能源和环境问题日益严峻，发展新能源汽车势在必行。
永磁同步电动机具有体积小、高效率、高功率密度、低损耗等优点，在电动汽车驱动电机产品中受到广泛的青睐。
作为电动汽车驱动系统的核心部件，其性能的好坏直接决定了整车的性能。
因此，精心设计性能优异的永磁同步电动机具有重要的现实意义和应用价值。
1 电动汽车用永磁同步电机的研究现状电力驱动汽车用永磁电动机控制系统是目前电动机领域的热门课题，而且已经获得了一些研究成果。
研究现状有以下几个方面：各类控制方法的研究，如矢量控制，直接转矩控制等；提高控制系统精确度，如通过改良位置检测传感器来提升系统精度；针对不同永磁电机及其拓扑结构采用不用的控制方法的研究，以此来达到提高电机的工作性能的目的；电机控制系统集成化，智能化，如改进控制系统的组成元件，如将DSP或FPGA等作为数据处理器大大提高了控制系统数据处理的能力；在电机控制应用各种控制策略，如模糊控制、神经网络控制、变结构控制、专家系统等；控制系统构成更加简单化，如不使用位置检测传感器的控制系统的研究。
电机在新能源汽车上的应用作文
电机在新能源汽车上的应用作文你知道吗？在新能源汽车这个超级酷炫的领域里，电机那可是个超级明星呢！咱们先说说为啥新能源汽车需要电机吧。
你想啊，传统汽车靠发动机烧油来跑，那发动机就像个大胃王，还会排出好多污染环境的废气。
新能源汽车就不一样啦，电机就像是一个安静又高效的小助手。
它不需要喝汽油，靠着电就能欢快地转起来，带着汽车跑得飞快。
这就像是把一个吵闹、又有点邋遢（会排废气嘛）的伙伴换成了一个干净利落的好朋友。
那电机在新能源汽车里到底是怎么干活的呢？这电机就像汽车的心脏一样，不过这个心脏是靠电来跳动的。
当你一踩新能源汽车的油门（其实准确说叫电门啦），电机就开始快速转动起来。
它转动的力量就会通过一系列神奇的机械装置传递到汽车的轮子上，然后轮子就像装上了小火箭一样，“嗖”地一下就带着车跑出去了。
而且电机的反应可快了，不像有些传统发动机，还得慢悠悠地提高转速。
电机就像是一个超级敏捷的运动员，只要你给个信号，它立马就开始行动，让你的汽车加速那叫一个迅猛。
再说说电机的种类吧。
在新能源汽车里，主要有永磁同步电机和异步电机这两大“门派”。
永磁同步电机就像是一个有着超强内力的武林高手。
它的磁场是由永磁体产生的，这个永磁体就像是它自带的一个超级能量源。
这种电机效率特别高，能把电能转化成机械能的本事可大了。
在很多中高端的新能源汽车里，都能看到它的身影。
而异步电机呢，它就像是一个充满活力的小伙子，虽然在效率上可能比永磁同步电机稍微差那么一点点，但是它皮实耐用，而且成本比较低。
所以在一些对成本比较敏感的新能源汽车车型里，异步电机也是很受欢迎的。
电机在新能源汽车上还有个很厉害的地方，就是它能帮汽车实现能量回收。
你知道吗？当你开车的时候，有时候需要减速或者刹车。
这个时候，电机就像一个勤劳的小工匠，它会把汽车的动能转化成电能，然后再把这些电能储存起来。
这就像是把本来要扔掉的宝贝又捡了回来，让汽车的电能可以得到更充分的利用。
这多环保、多节约啊，简直是一举两得的好事情。
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永磁同步电机在新能源汽车上的研究
摘要 电机是一种能够进行电能和机械能的双向变换装置，从目前新能源汽
车使用驱动电机出发，探讨了新能源汽车使用的永磁同步电机的工作原理与设计
分析。
关键词 新能源汽车；永磁同步电机；Maxwell及RMxprt
随着全球能源局势的日趋紧张和生态环境的日益恶化，新能源汽车的开发与
应用问题已成为各国汽车产业积极探索的焦点，而永磁同步电机是新能源汽车上
的核心部件，所以研究永磁同步电机非常重要。本论文主要介绍目前新能源汽车
采用的永磁同步电机，驱动电机的运行工况大体可分为两种：长时间连续运行和
短时间峰值运行。因此，驱动电机的设计原则是：一是在永磁同步电机额定额定
功率和扭矩下加速爬坡、急加速和急减速的工况下，电机需要短时间运行在峰值
工作点，其次驱动电机高效运行区域范围尽可能大，最后永磁同步电机地运行状
态是受整车及控制器控制。
1 永磁同步电机的结构原理
永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转子结构，转子上安装有永磁体
磁极，图a就是一个安装有永磁体磁极的转子，永磁体磁极安装在转子铁芯圆周
表面上，称為凸装式永磁转子。图b是另一种安装有永磁体磁极的转子，永磁体
磁极嵌装在转子铁芯表面，称为嵌入式永磁转子，嵌入式永磁转子，永磁体嵌装
在转子铁芯内部，为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯开有空槽或在槽内填充隔
磁材料。图c在永磁转子上加装笼型绕组，接通电源旋转磁场一建立，就会在笼
型绕组感生电流，转子就会像交流异步电动机一样起动旋转[1]。
2 永磁同步电机的设计研究
永磁同步电机计算主要包括两个方面：一是电机电磁相关的参数二是确定电
机结构相关的参数。永磁同步电机最大的一点就是电机气隙中的磁场是由永磁体
激励产生的，对于不同的永磁体材料、形状及加工工艺，其磁性能也是随之变化
的，此外，对于不同的转子磁路结构，电机的性能表现也是不尽相同的，所以永
磁同步电机的设计较复杂。就目前研究来看，永磁同步电机现有的设计分析方法
主要包括三大类：“路算”、“场算”及“场路结合”。具体主要包括以下几种：磁网
络等效析法、磁路等效分析法及场路结合法等。
2.1 磁网络等效分析法
磁网络等效的概念被提出在20世纪60年代，直到80年代此方法被用于异
步感应电机的设计中，随后得到快速发展。其思路是根据磁路结构把电机内部空
间分布的磁场划分为多个单元体，每个单元体内磁通密度分布是相对均匀的，而
对于每个单元体再利用磁路等效的方法进行分析计算，最后将每个单元体用节点
连接就构成了磁网路等效。
2.2 磁路等效分析法
永磁同步电机设计分析方法中最常见的就是磁路等效法，把电机中的永磁体
等效成磁动势源或磁通源，再根据永磁同步电机磁路结构，将其内部空间、非线
性磁场等效为多段线性磁路，假设每段线性磁路中的磁通是分布均匀的，这样就
简化了磁路计算。这种方法直观、运算量小，但本方法单纯的用于永磁同步电机
设计是不合适的，必须辅以其他方法。
2.3 场路结合法
电机基于“场”设计方法，不容易确定一些参数或系数，因此利用“场”算的分
析计算方法先获得参数或系数的精确值，再使用等效磁路或等效磁网络分析，这
样就形成了永磁同步电机场路结合的设计分析法。这种方法的好处是减少了经验
参数的应用，大大提高了设计计算的精确性[2]。
3 新能源汽车使用的永磁同步电机的设计研究
新能源汽车驱动用永磁同步电机是高功率密度及高转矩密度的特点，使得永
磁同步电机不仅要采用高性能的永磁体作为恒定磁场激励源，而且在电机运行时
要提供大电流，对电机的尺寸又有要求，所以新能源汽车驱动用永磁同步电机设
计步骤如下：
其一选择磁路结构形式，对于永磁同步电机不同的转子磁路结构，其性能各
异，要综合考虑新能源汽车驱动特点和电机制造成本等因素选定大致的转子结构
形式。其二为满足新能源汽车驱动电机主要尺寸、磁路及绕组参数的特点，永磁
同步电机采用基于“路”的解析计算方法。其三电机尺寸及参数的优化 利用
RMxprt软件工具优化磁体尺寸、气隙长度和定子槽口宽度等参数。最后利用
Maxwell对转子结构改进及气隙磁密波形采用有限元分析，得到最终永磁同步电
机设计方案[3]。
4 结束语
本文探讨了永磁同步电机的结构并对其设计特点进行了详细的分析，为新能
源汽车永磁同步驱动电机设计奠定了良好的基础。
参考文献
[1] 吴世华.电动汽车用永磁同步电机设计方法及相关问题的研究[D].哈尔
滨：哈尔滨工业大学学位论文，2010.
[2] 王伟.车用永磁同步电机的参数匹配，协调控制与性能评价研究[D].长春：
吉林大学学位论文，2010.
[3] 袁中胜.新能源汽车驱动用永磁同步电机的设计[D].哈尔滨：哈尔滨工业
大学学位论文，2013.