基于社會網絡分析的新能源汽車電機控制系統態勢分析

李青

摘要：本文利用文獻計量法和社會網絡分析研究新能源汽車電機控制系統的相關發展現狀和近些年來的研究熱點。對2010-2021年間的中國知網數據庫在該研究領域的文獻發表年份、關鍵詞共現圖譜、作者合作網絡等內容進行分析。結果表明，近十年研究新能源汽車的發文數量在波動中呈總體上升趨勢;形成了多個研發團隊，內部合作緊密;主要的研發方向為永磁同步電機、滑膜控制、容錯控制、模型預測控制、動力電池、定子電阻估計器、自抗擾控制等。其中滑膜控制、容錯控制、模型預測控制等屬于新能源汽車電機控制的內容，本文重點就電機控制系統近些年的研究熱點進行分析。

Abstract： This paper uses bibliometrics and social network analysis to study the relevant development status of new energy vehicle motor control systems and the research hotspots in recent years. Analyze the publication year， keyword co-occurrence map， author cooperation network and other contents of the CNKI database in the research field from 2010 to 2021. The results show that the number of publications on new energy vehicles in the past ten years has shown an overall upward trend in fluctuations; multiple R&D teams have been formed with close internal cooperation; the main R&D directions are permanent magnet synchronous motors， sliding film control， fault-tolerant control， and models Predictive control， power battery， stator resistance estimator， active disturbance rejection control， etc. Among them， sliding film control， fault-tolerant control， model predictive control， etc. belong to the content of new energy vehicle motor control. This article focuses on the analysis of the research hotspots of motor control systems in recent years.

關鍵詞：文獻計量法;社會網絡分析;新能源汽車;電機控制系統

Key words： document metrology;social network analysis;new energy vehicles;motor control system

中圖分類號：U472.43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2022）03-0214-03

0 ?引言

2012年，由工信部牽頭制定的《節能與新能源汽車發展規劃（2011-2020年）》正式發布[1]。2020年國務院辦公廳印發了《新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）》的通知[2]。隨著相關政策的頒布和產業規劃的落地，新能源汽車擁有良好的市場發展前景。新能源汽車電機是新能源汽車的核心動力部件，隨著新能源汽車的快速發展，電機控制系統也成為當前的研發熱點之一。

本研究旨在采用知識圖譜軟件VOSviewer和Gephi對國內近十年的新能源汽車電機控制系統相關的研究進行文獻計量分析，繪制知識圖譜，探析該領域的研究現狀和熱點，以期為國內的科研人員提供研發思路和參考。

1 ?數據來源與方法

1.1 數據來源 ?研究論文數據來自中國知網（CNKI）數據庫。在主題字段檢索“新能源汽車+電動汽車+混合動力汽車+純電動汽車+氫能源汽車”和“電機控制”，文獻來源類別不限，收錄時間限定在2010-2021年，檢索時間：2021年6月22日。共檢索到期刊論文680篇。

1.2 研究方法 ?采用Excel軟件對數據進行清洗、歸一化和統計分析。使用知識圖譜軟件VOSviewer[3]繪制論文關鍵詞共現網絡和關鍵詞熱圖，利用開源軟件Gephi[4]繪制作者合作圖譜，建立可視化的學科知識圖譜。使用PageRank算法、度和特征向量中心度計算知識圖譜中節點的重要性，這三個參數是社會網絡分析中的核心指標。PageRank算法是利用數據的關系結構性為每個節點確定其在網絡全局中的影響力[5]。度則是衡量節點間交互能力的指標[6]。特征向量中心度（eigenvector centrality）中一個節點的重要性和兩方面有關，一是其相關聯節點的數量，二是與其相關聯節點在網絡中的重要性[7]。

2 ?基于

2.1 總體情況時序分布 ?圖1為新能源汽車電機控制系統論文發表年度變化（2010-2021年）。可以看出，新能源汽車電機控制系統的研究在2010年后進入快速發展期，2011年的增長率最高（41.4%）;除在2015年和2020年略有下降外，整體而言相關研究在近十年持續增長，并在2019年達到最高。表明工業界和學術界對新能源汽車電機控制系統的重視程度逐年增加。

2.2 關鍵詞共現圖譜 ?利用可視化軟件VOSviewer繪制關鍵詞共現圖譜，選擇Overlay Visualization，將關鍵詞出現時間疊加進入圖譜中（圖2）。在關鍵詞共現圖譜中共包含295個節點，1246條邊。其中每個節點代表一個關鍵詞，節點越大表示關鍵詞出現的頻次越高，邊的粗細與兩個關鍵詞共同出現的頻次有關。通過節點顏色的深淺表示關鍵詞出現的時間先后，顏色越深表示該關鍵詞出現時間越早，顏色越淺則代表出現時間較新。

由圖2可以看出，矢量控制、弱磁控制、無刷直流電機、異步電機、直接轉矩控制、再生制動等研究出現的時間較早。近年來研究熱點為永磁同步電機、滑膜控制、容錯控制、模型預測控制、定子電阻估計器、自抗擾控制等。

統計詞頻前25的高頻關鍵詞與中心性分析見表1。

2.3 作者合作圖譜 ?根據檢索結果，共計1718位作者參與到新能源汽車電機控制系統的研究領域，統計發文量在2篇及以上的作者共147位，繪制作者合作圖譜，如圖3所示。

由圖3可以看出，在新能源汽車電機控制系統領域，形成了多個相對穩定的研發團隊。其中包括以李軍偉為核心的山東理工大學交通與車輛工程學院、以羅禹貢為核心清華大學車輛與運載學院、以朱孝勇為首的江蘇大學電氣信息工程學院等都是合作頻繁且發文較多的團隊。但是合作多集中于科研機構團隊內部，機構間的團隊合作較少，未形成多中心的合作研究。

表2為近十年發文量在4篇以上的作者及其中心性分析結果。山東理工大學的李軍偉的發文數量、作者合作度、PageRank指數與特征向量中心度均排在首位，表明其在新能源汽車電機控制系統研究領域具有重要影響力，是核心研究科研人員，主要研究方向包括CAN總線通信協議、滑膜變結構控制等。

3 ?結語

本研究利用知識圖譜可視化軟件VOSviewer和Gephi，對中國知網數據庫中近十年有關新能源汽車電機控制系統的文獻進行分析，討論文獻發表年份、關鍵詞共現、作者合作網絡，繪制相關研究領域知識圖譜。該研究方向的發文數量在2010年后進入快速發展期，表明良好的研發前景。并形成了多個合作密切的研發團隊，但是合作多集中與研究機構團隊內部，團隊間的跨機構/高校合作較少。主要的研發團隊都位于高校，缺乏企業合作。對這些數據進行各方面的研究分析來看，近年來新能源電動汽車電機控制系統的研發熱點為永磁同步電機恒壓頻比的控制，永磁同步電機直接轉矩控制技術，永磁同步電機的矢量控制等，因為永磁同步電機非線性和多變量等特點，控制難度較大，自適應觀測器、模糊控制、高頻注入法、遺傳算法等智能先進的控制方法在永磁同步電機的調速系統中得到應用;同時作為一種特殊的非線性控制——滑膜控制，它可以克服系統的不確定性，具有快速響應，并且對非線性系統具有良好的控制效果，因此它也成為新能源汽車電機控制系統的一個研究熱點。

參考文獻：

[1]國務院辦公廳. 國務院關于印發節能與新能源汽車產業發展規劃（2012―2020年）的通知[EB/OL]. http：//www.gov.cn/zwgk/2012-07/09/content_2179032.htm.

[2]國務院辦公廳. 國務院辦公廳關于印發新能源汽車產業發展規劃（2021—2035年）的通知[EB/OL]. http：//www.gov.cn/zhengce/content/2020-11/02/content_5556716.htm.

[3]van ECK N J， WALTMAN L. Software survey： VOSviewer， a computer program for bibliometric mapping[J]. Scientometrics， 2010，84（2）： 523-538.

[4]WANG H， SUN B， WANG P. Dominant technology identification model based on patent information toward sustainable energy development[J]. IEEE Access， 2019（7）： 141374-141385.

[5]趙景瑞，孫慧.中國與“一帶一路”沿線國家貿易關系演進研究[J].國際經貿探索，2019，35（11）：36-48.

[6]胡悅，馬靜，李雪燕.京津冀城市群創新網絡結構演化及驅動機制研究[J].科技進步與對策，2020，37（13）：37-44.

[7]張萃，符航.城市網絡位置與疫情風險[J].統計研究，2021，38（08）：111-120.