對(duì)新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的探討

許水強(qiáng) 陳鵬

摘 要：文章先分析了新能源汽車的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，隨后介紹了新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器，希望能給相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;電機(jī)驅(qū)動(dòng);控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.087

0 引言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，汽車逐漸走進(jìn)了各家各戶，隨之而來(lái)的是嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)隨著汽車數(shù)量的不斷增加，我國(guó)的能源資源狀況也越發(fā)緊張，為了降低環(huán)境污染，緩解能源緊張的問(wèn)題，需要加強(qiáng)新能源汽車研發(fā)力度。

1 新能源汽車的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

新能源汽車即將以新能源作為主要驅(qū)動(dòng)力的汽車，通常新能源包括太陽(yáng)能、電能、天然氣等能源，這幾種能源都擁有再生能力，和傳統(tǒng)的柴油、汽油等驅(qū)動(dòng)能源相比，廢氣排放量較低，污染較小，對(duì)于我國(guó)的能源緊張問(wèn)題，具有良好的控制作用。

和傳統(tǒng)能源驅(qū)動(dòng)的汽車相比，新能源汽車的應(yīng)用性能更為突出，去使用壽命更長(zhǎng)、安全性較高，在行駛過(guò)程中所發(fā)出的噪音也比較小，同時(shí)新能源汽車的燃燒效率也比較高、污染小、更加環(huán)保節(jié)能。新能源汽車的零污染、零排放也比較符合我國(guó)在新時(shí)期發(fā)展過(guò)程中所倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保理念，能夠提高環(huán)境保護(hù)效率。此外，我國(guó)在新能源汽車領(lǐng)域還提供了相關(guān)政策支持，比如新能源汽車的管制政策和財(cái)政優(yōu)惠補(bǔ)貼等，在國(guó)內(nèi)外能源資源短缺的條件下，各個(gè)國(guó)家都開始尋找全新動(dòng)能。我國(guó)在十一五規(guī)劃中便提出了新能源汽車的項(xiàng)目，給予政策優(yōu)惠，進(jìn)而推動(dòng)新能源汽車實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)在新能源汽車的應(yīng)有研發(fā)上面處于落后狀態(tài)，針對(duì)這種狀況，我國(guó)提出了三縱三橫的研制方案，進(jìn)而提升了新能源汽車研發(fā)力度，促進(jìn)新能源的充分利用[1]。

2 新能源汽車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)

2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制

新能源汽車的應(yīng)用和研發(fā)成為新時(shí)期發(fā)展的主流，同時(shí)也成為社會(huì)中的關(guān)注熱點(diǎn)。通過(guò)分析新能源汽車的實(shí)際應(yīng)用狀況可以發(fā)現(xiàn)，在社會(huì)中一定范圍內(nèi)投入新能源汽車后，獲得了理想效果，進(jìn)一步降低了能源消耗。在新能源汽車中，想要將電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的功能作用充分發(fā)揮出來(lái)，需要合理選擇電動(dòng)機(jī)設(shè)備，選擇性價(jià)比較高的機(jī)械。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工作經(jīng)驗(yàn)，在選擇電動(dòng)機(jī)類型過(guò)程中，需要遵守以下幾個(gè)原則：（1）小尺寸、低自重、高性能，當(dāng)下社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域中的機(jī)械設(shè)備都在進(jìn)行改革創(chuàng)新，并不斷朝著高精尖方向發(fā)展，而新能源汽車中的關(guān)鍵部分電動(dòng)機(jī)也需要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，提高應(yīng)用性能指標(biāo)，降低自重，縮減自身尺寸，為其他的機(jī)械設(shè)備提供更多的空間。（2）在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提升轉(zhuǎn)速效率。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力足、轉(zhuǎn)速高和功率大，只有保證充足的動(dòng)力，才可以使新能源汽車在各種路況中進(jìn)行平穩(wěn)行駛，在各種生活場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)自由切換駕駛方式的目標(biāo)。（3）盡量縮減電磁輻射量，新能源汽車除了重視動(dòng)力污染之外，還要盡量避免電磁輻射量過(guò)大，從而產(chǎn)生一種惡性循環(huán)，保證電動(dòng)機(jī)電磁輻射滿足相應(yīng)的環(huán)保要求。（4）成本低。需要選擇物美價(jià)廉的產(chǎn)品，電動(dòng)機(jī)也是新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，是汽車中的核心部件，能夠有效節(jié)約電動(dòng)機(jī)成本，促進(jìn)新能源汽車的大力推廣。

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器

在新能源汽車應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器處于一種正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，主要是利用永磁同步電動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，維護(hù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器穩(wěn)定運(yùn)行。永磁同步電機(jī)相關(guān)運(yùn)行機(jī)制是將互差120度的正弦三項(xiàng)電流連接到永磁同步電機(jī)中，隨后電流能夠在氣隙內(nèi)形成一種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。永磁同步磁場(chǎng)通過(guò)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和正弦磁場(chǎng)的矢量控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。永磁同步電機(jī)中使用稀土永磁體構(gòu)成轉(zhuǎn)子磁極，稀土永磁體于氣隙內(nèi)生成正弦次長(zhǎng)，固定于轉(zhuǎn)子位置，在矢量控制過(guò)程中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸和同步旋轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)系處于相同位置，并通過(guò)DQ來(lái)表示兩種過(guò)坐標(biāo)系。

驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)的主要方法如下：定子磁勢(shì)FS順著旋轉(zhuǎn)方向朝著轉(zhuǎn)子磁勢(shì)FR，隨后轉(zhuǎn)子電子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間形成一種作用力，被該作用力指導(dǎo)促進(jìn)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。勵(lì)磁磁勢(shì)和定子電樞磁勢(shì)之間的夾角會(huì)根據(jù)負(fù)載改變而出現(xiàn)變化，該夾角是同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩角。想要落實(shí)解耦控制的目標(biāo)，應(yīng)該確保夾角和無(wú)補(bǔ)償繞組的電動(dòng)機(jī)相同，才能進(jìn)行解耦控制。解耦控制是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制。按照相應(yīng)的位置信息，對(duì)電子繞組電流進(jìn)行集中控制，促進(jìn)轉(zhuǎn)子和定子磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)正交。

3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制未來(lái)發(fā)展方向

當(dāng)下世界范圍內(nèi)的各個(gè)國(guó)家依然將煤炭和石油等資源當(dāng)做發(fā)展能源。在各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，對(duì)于不可再生能源資源的消耗總量也相繼提高，對(duì)于能源的應(yīng)用速度也不斷加快，以及不可再生能源的性質(zhì)，導(dǎo)致世界范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家均出現(xiàn)了資源短缺問(wèn)題，針對(duì)這種狀況，各個(gè)國(guó)家也進(jìn)一步提高了針對(duì)不可再生能源的分析與研究，隨著石油資源應(yīng)用數(shù)量的增加，地球中的石油儲(chǔ)量也相繼下降，石油開采難度持續(xù)提高，石油價(jià)格也高居不下，為了應(yīng)對(duì)石油資源緊張問(wèn)題，新能源汽車相繼誕生，在一定程度上可以減輕資源緊缺狀況。盡管新能源汽車中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究獲得一定成效，但其中還存在各種問(wèn)題，想要提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)水平，需要進(jìn)行深入研究，提高新能源汽車安全性，促進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制和新能源汽車類型向匹配[2]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，新能源汽車的出現(xiàn)順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展的要求，符合新時(shí)期節(jié)能減排的基礎(chǔ)理念，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)則是新能源汽車行駛的動(dòng)力所在，為此需要進(jìn)一步加強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究，只有掌握該項(xiàng)技術(shù)，才能進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

參考文獻(xiàn)：

[1]王學(xué)軍，王藝貝.新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)及其創(chuàng)新路徑選擇——以電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)為例[J].科技和產(chǎn)業(yè)，2017，17（09）：70-74.

[2]吳靜波，郭志軍.關(guān)于對(duì)新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制技術(shù)的探析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（18）：249.

作者簡(jiǎn)介：許水強(qiáng)（1967-），男，福建漳州人，大專，高級(jí)技師，教研室主任助理，研究方向：汽車檢測(cè)與維修。