純電動汽車驅動電機及控制系統的研究

遲華軍

摘要：針對純電動類汽車，驅動電機與控制系統屬于其核心構成部分，全車配置當中重要作用往往不言而喻，與全車質量與各項性能有著緊密的聯系。本次課題研究可謂是橫跨了電動汽車、控制技術等各個領域，需運用到各種學科方法、基礎理論及成果，并從整體入手綜合研究本課題，以保證本次課題研究的客觀性及精準性，望能夠為今后各項關鍵技術的深入研究及有效應用提供指導。

關鍵詞：純電動;汽車;驅動電機;控制系統

0 ?引言

純電動類汽車，屬于人們實現出行的一種交通工具，現階段，對于人們來說，這種純電動類汽車交通工具并不陌生，它具備著較多的應用優勢，如節能環保、大功率、良好加速性等等，與現代交通方式變革方面的要求及標準相吻合。驅動電機與控制系統，屬于純電動類汽車內部重要的構成部分，往往會直接影響到純電動類汽車整車的質量及性能，重要作用較為突出。鑒于此，本文主要圍繞著純電動汽車內部驅動電機與控制系統開展深入研究及探討，望能夠為今后相關實踐工作有序開展提供指導性的建議或者參考。

1 ?驅動電機概述

純電動類汽車內部驅動電機以各項現代化的科學技術為依托，其基本構成包括驅動電機、控制器、功率的電子裝置，經整車系統、冷卻管路、高低壓的線束實現有效連接。全車內部控制裝置，內含加速式踏板、相應檔位及其制動的踏板各項信號，經由CAN該網絡系統模塊，及時向所在電機內部的控制裝置MCU來發送相應的命令，針對于該驅動電機實際扭矩的傳輸實施實時化的調節，確保整車能夠實現加速、急速及回收能量各項功能。電力的控制器，它能夠實時化監測轉子位置、電機實際運行的溫度、自身溫度變化等，把所有信息及時傳輸至整車的控制器，對冷卻風速與水泵實時化調節，確保電力維持理想的溫度運行狀態。

1.1 驅動電機

永磁同步式電機，屬于純電動類汽車內部典型驅動電機，具體優勢包括較高可靠性、小體積、高效率等，屬于動力執行的系統機構，是電機裝置逐漸轉換為相應機械能系統載體部分，以內部所設置的旋轉類型變壓裝置與其溫度方面傳感裝置，可提供的是電機具體運行的信息數據，將該電機裝置具體運行狀態的信息數據實現實時化地傳輸至MCU當中。旋轉式變壓器對電機轉子具體位置實施檢測，經電機的控制器當中選編解碼裝置實現解碼處理后，該電機的控制器便能夠獲取到電機具體轉子的位置，高效化地操控該GBI所在相應功率管內部導通，按照相應順序來制定其全部線圈通電，且缺洞該電機裝置逐步旋轉運行，該溫度式傳感裝置主要的運行原理即為：對該電機裝置的繞組溫度實施有效檢測，為MCU提供信息數據，由MCU經CAN線及時傳輸至VCU，對水泵運行實施有效控制，并對冷卻的電子扇與水路循環起到良好控制作用，對電機運行溫度予以合理化調節。驅動電機的上面有高壓線3根、低壓接口1個。電機的控制裝置經低壓端口來獲取電機的溫度信息及電子轉子具體位置信息。

1.2 控制器

驅動電機內部的控制器，其內部主要以三相兩電型式為基礎平電壓源類型逆變裝置，為驅動電機實施系統化控制操作的核心部分，屬于智能化功率系統模塊，核心為GGBT，輔助著驅動集成化電路及主控制的集成化電路。該MCU可處理所輸入全部信號，驅動電機裝置控制系統具體運行狀況的信息數據，可經由CAN2.0的網絡化傳輸器全車內部控制裝置VCU。驅動電機內的控制裝置，內設故障問題診斷相應電路，若該電機裝置存在了異常問題，達相應條件后，一個錯誤的代碼會被激活，并快速傳輸至VCU整車的控制器當中，存儲此故障問題代碼各種信息。此驅動電機所在控制裝置，基于電流及溫度傳感裝置，還有電壓式傳感裝置，對于電機裝置具體運行情況落實檢測工作，與相應參數數據相結合，實現實時化調控電流及其電壓，將所有控制操作順利有效地完成。電流傳感裝置，其主要檢測電機處于運行狀態之下電流情況，包含著三相式交流電流及母線的電流。電壓傳感裝置，是檢測供給的電機內部控制裝置具體運行期間的電壓狀況，包含12V的蓄電池及動力電池實際電壓情況;溫度傳感裝置，其是準確檢測此電機裝置控制的系統具體運行進程中溫度變化，以IGBT系統模塊溫度變化狀況檢測為主。

1.3 功率的電子裝置

現階段，純電動類汽車內部驅動電機整個控制系統常用元器件以MCT、IGBT、MOSFET、BJT、GTO等為主。IGBT，其屬于驅動控制整個系統當中理想化的一個元器件，有著MOSFET、BJT二者共用優勢，具有著較高的運行頻率，在10-20kHz范圍。電壓實際阻斷峰值、門極驅動等有著一定功耗率優勢，被廣泛應用于純電動類汽車內部驅動電機當中。IGBT低壓變頻式裝置，其極限容量一般可達380V級，該系統屬于現階段純電動類型汽車內置的變頻驅動綜系統內最佳的開關類器件。

1.4 系統控制

電機裝置各個操控技術的實現條件，均以直接性轉矩操作、磁鏈及標準量操控、磁場定向化操控、矢量控制等為主。矢量控制，屬于理想化的一種操控技術，在理論方面發展的十分成熟、完善，可準確地、高效化地辨認該電機裝置全部的參數數據。現階段，VSC變結構化控制技術也被有效運營至純電動類汽車內部驅動電機的控制領域當中，后發優勢較為突出，在確定系統各項參數、噪聲、外部擾動等各方面優勢十分顯著，可規避掉磁鏈較大脈動、轉矩與抖振等問題;此外，還包含著神經網民及模糊邏輯各項現代化的科學技術，通過各項控制技術科學合理地引入至純電動類汽車內部驅動電機的控制系統當中，可促使有效彌補及優化傳統的控制方法及模式，促進電機實際運行效率的有效提升，自動化測量電機各項餐胡，整點定時化調整系統運行功率。

2 ?系統功能分析

從純電動類汽車內部驅動電機整個控制系統運行狀態中可知曉，此純電動類型汽車，其驅動電機裝置控制系統的各項功能，往往嫩結合該駕駛員的真實想法實現電機驅動各種運行，如掛D擋以實現加速式的行駛，還有減速制動，也可通過掛R擋以事實倒車或者減速的制動及E擋行駛等等。

2.1 行駛加速

駕駛員們在掛完D擋、瞬時踩下了該加速踏板之后，檔位與加速方面的信息便經相應信號線快速傳輸至全車控制裝置VCU，VCU通過相應CAN線把該家屬院的操作意愿快速傳輸到了純電動類汽車所在驅動電機內部控制裝置MCU中，再由此驅動電機內部控制裝置MCU與內部旋變傳感裝置信息數據，也就是轉子實際位置信息結合到一起，向著永磁同步式電動鋸的定子經過相應三相式交流點，此三相式電纜、電子紹祖的電阻便會形成一種電壓降。三相式交流電，其能夠讓旋變式電樞有磁力勢現象出現，建立相應電樞磁場，并對定子繞組有切割方面的作用產生，以至于定子繞組內有感應的電動勢形成;基于電磁力可有效拖動著轉子，能同步實施轉速，以確保能維持住正向一種旋轉的運行狀態。該加速式踏板具體行程增加后，該電機的控制裝置內IGBT該六個導通式頻率均會持續提升，電動鋸轉矩會伴隨電流持續增長而增加。對此，起步時需有著較大轉矩。伴隨電動鋸持續增加轉速，該電動鋸實際功率及電壓均會持續增長。純電動類汽車當中，通常要求了電動機所輸出功率應當處于恒定狀態，并深入了解與把握永磁同步式電機實際輸出的特性曲線;電機控制裝置，會經相應電流傳感裝置、電壓傳感裝置，漸漸感知現行的電機功率、實際電壓、電流消耗等實際情況，將所有數據信息經CAN網絡及時傳輸至儀表及整車的控制器。

2.2 R擋倒車

駕駛員在掛R擋期間，駕駛員的請求信號會快速傳輸至VCU，經CAN線傳輸至MUC，MUC依據現行轉子的位置數據信息（也就是旋變式傳感裝置轉子的位置數據信息），ICBT模塊、WVU的通電順序改變后，該電機便能夠實現控制形式下反轉性操作運行。

2.3 回收能量

駕駛員，其松開了此加速式踏板，內部的電機裝置能因慣性這一影響因素，持續旋轉，若設車輪具體轉速是輪V，則此電機裝置與車輛之間的固定傳動實際比例即為K、電機轉速即為V電機。車輛處于減速狀態下，V輪的KV電機裝置的運行狀態，此電機裝置受車輛的拖動方面因素所影響而實現旋轉運行，驅動電機會逐漸轉變成發動機。BMS能夠結合純電動類汽車的電池充電基本特性標準曲線（即為電機充電的電壓、實際電流變化及電池容量的一種關系曲線）、電池溫度采集等相關參數，將限定范圍當中充電最大電流計算并分析出。MCU，它需要依照著電池實際限定的充電電流參值，經IGBT的控制，把其電子內定子的線圈相應旋轉磁場具體角速度值、電機轉子具體的角速度值，均控制于此發電機實際電流限定的充電電流值內，針對于此發電機來向蓄電池部分充電實際電流值加以調整處理，對車輛減速度予以有效控制。

3 ?結語

從總體上來說，純電動類汽車現階段可以說已經逐步走進了各家各戶，已經逐漸成為了人們出行所必備的一種交通工具，而該純電動類汽車內部驅動電機與控制系統，逐漸成為現階段電動汽車相關領域關注及研究的重點內容，并且，希望可以在該領域內，促使純電動類的汽車可實現其內部的驅動電機及其控制系統穩定、可靠的運行這一目標，雖然，經過近幾年相關技術專家與學者對這一方面的大量實踐研究，已初步形成整套理論基礎體系，但是，仍有需完善及改進之處，還需今后增加對這一方面的實踐研究，積累更多研究資料及實踐經驗，持續完善及提升純電動類汽車內部驅動電機與控制系統運行效率，為純電動類汽車今后的有效使用與發展奠定基礎。

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