龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 电动汽车电机驱动技术研究 作者：舒雄 来源：《硅谷》2014年第21期 摘 ;要 ;电动汽车电机驱动控制技术作为电动汽车关键技术之一，一直是国内外学者研究的重点。论文介绍了电动汽车常用驱动系统的种类及控制方法的研究现状;阐述了国内外电动汽车轮毂电机驱动技术的研究进展;最后指出，结合车辆行驶工况与电机驱动技术来提高续航里程是未来研究的重要内容。 关键词 ;电动汽车;驱动控制;轮毂电机 中图分类号：TM36 ; ; ;文献标识码：A ; ; ;文章编号：1671-7597（2014）21-0041-01 电动汽车，是在传统燃油汽车面临能源危机与环境污染两大难题时，得到重视和发展的，并被视为解决上述两大难题的有效途径。它是车辆工程、电子信息、新能源技术、计算机、自动控制等多学科交叉技术的集成，更容易使车辆电子化、信息化，从而提高车辆智能控制水平。电动汽车电机驱动控制技术作为电动汽车关键技术之一，一直是国内外学者研究的重点。 1 ;驱动系统种类及驱动控制算法 目前，电动汽车的驱动系统按所使用的驱动电机类型不同可以分为交流感应电机、直流电机、开关磁阻电机、永磁同步电机、永磁无刷直流电机等驱动系统。电机驱动系统是电动汽车研究开发的重点之一，就目前而言，单电机配合减速器和差速器驱动车轮是电动汽车驱动的普遍方式。考虑到各地的差异性及车辆的通用情况，目前大多数控制策略及控制方法的研究都通过软件模拟仿真。山东大学的李珂等建立电动汽车异步电机仿真模型以及与之对应的控制模型，实现了对纯电动汽车动力性能仿真[1]。Z.Rahman等人，根据电动汽车驱动电机转速范围、车辆行驶对电池组能量需求、驱动电机工作效率、车辆传动系数，以建模仿真的方式来确定动力驱动系统关键部件的选型[2]。Mehrdad Ehsani等人，则利用电动汽车续航里程和行驶的动力需求为主要优化目标，对匹配纯电动汽车动力参数优化算法进行了深入研究[20]。王庆年，丁永涛等人，在MATLAB/SIMULINK环境下完成了整车的并联式控制策略的建模。所得出的研究结果表明，所开发电动汽车正向仿真平台正确性、可靠性，对提高电动汽车初期研发效率、降低电动汽车的研发成本具有非常重要的现实意义。 2 ;电动汽车轮毂电机驱动技术 早在上世纪中期，名叫ROBERT的美国人将驱动电机、传动/制动装置全部集成在轮毂上，研发了最初的电动汽车轮毂。该类电机根据其安装的方式不同，又分为轮毂电机驱动、轮边电机驱动两种结构。轮边电机驱动，它是将驱动电机固定在车架位置，电机的输出轴直接把驱动转矩传递给驱动轮，电机与车轮之间彼此相对独立，只通过电机输出轴或其它变速机构联龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 接，减轻了车轮惯性力及车辆颠簸程度。轮毂电机驱动在结构上与轮边电机驱动有所不同，它是把驱动电机直接安装在车轮的轮毂内直接驱动车轮。这种结构省略了传统燃油汽车上面一系列的传动装置，大大提高了驱动效率，使系统结构更加简单。在2005年，美国德州大学教授E.J.Triche等人对轮毂电机直接驱动的混合动力及纯电动军用车辆的冲击载荷进行了相关的仿真和实验[4]。K.Cakir和A.Sabanovic设计了直接驱动电动汽车的电气系统，创建了电机三维模型，通过优化设计，使得该轮毂电机驱动系统很好的匹配实验车辆[5]。2012年，Perer Juris等人研究了温度对轮毂电机驱动系统的影响，运用有限元方法对轮毂电机进行瞬时热力学仿真分析，结果表明：过高的温度会导致轮毂电机的驱动失效，并导致永磁铁失磁。在国内，同济大学余卓平教授等，对四轮轮毂驱动的电动汽车路面附着系数估算方法进行了深入分析研究。他们利用电动汽车轮毂电机测速准确、驱动力响应迅速等特点对车辆行驶路面的附着系数进行估算，通过这种方式能有效防止车辆行驶时车轮滑转，确保车辆的行驶稳定性。2012年，张立军等人建立了包括电机转矩波动动力学模型与充气轮胎刚性圈动力学模型的系统耦合动力学模型，并进行了时频域特性分析。此外，北京理工大学在轮毂电机驱动方面也有较深入研究，如谢邵波，林诚对前轮轮毂电机驱动的电动车行驶稳定性进行研究，通过实验仿真，验证了其设计的控制策略可提高车辆横摆稳定性。 3 ;结论 目前，国内外在电动汽车电机驱动控制方面的研究已涉及各个方面，从目前研发的进程状况来看，国内外基本处于同一起跑线上，国外略处于领先地位。另外，在电机驱动系统中，绝大部分研究焦点都集中于对电机本体的研究，没有与电动汽车整车控制需求相结合。将电机驱动控制策略与车辆行驶工况紧密结合来提高驱动效率的相关报道较少。 参考文献 [1]陈勇，张大明，等.电动汽车用异步电机矢量控制系统仿真分析[J].上海交通大学学报，2007，19（16）：3761-3765. [2]Rahman Z，Ehsani M，Butler K L，An Investigation of Electric Motor Drive Characteristic for EV and HEV Propulsion Systems[C].SAE paper.2000-01-3062. [3]Kowal J，Gerschler J B，et.Efficient battery models for the design of EV drive trains[C].14th Inernational Power Electronics and Motion Contorl Conference，2010，31-38. [4]Ehsani M，Gao Y M，Emadi A.Modern Electric，Hybird Electric，and Fuel Cell Vehicles Fundamentals，Theory，and Design[M]，Boca Raton：CRC Press，2010. [5]K.Cakir A.Sabanovic.In-wheel Motor Design for Electric Vehicles[C].Proceedings of IEEE AMC06-Istanbul，Turkey.2006.6：13-20. [6]夏长亮.无刷直流电机控制系统[M].北京：科学出版社，2009. 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/ea44bd64e75c3b3567ec102de2bd960590c6d908.html