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

朱劲

东风汽车有限公司东风日产乘用车公司 广东广州 510000

摘要：我国早在本世纪初就提出了可持续发展的原则，在提升科学技术水平和居民生活质量的同时，对资源利用和环境危害要在可控范围内，在此核心战略的背景下，能源节约和保护环境成为了重要的民生工程。若将汽车的能源由燃油更换为一种可再生、低排放的新型能源，将更有利于可持续发展战略的推动。近年来已经有越来越多的车企对电能加以利用开发新型能源汽车，油电混合汽车和纯电汽车的技术也已经日渐成熟，逐渐被人们所熟知，市场规模也在逐步扩大中。

关键词：新能源汽车；电机驱动；控制技术

1常见新能源汽车技术的基本概述

1.1纯电动汽车技术

新能源汽车采用电能等洁净能源作为动力来源驱动汽车行驶。因其动力源与传统汽车动力源工作形式不同，因此新能源汽车需要全新的车载动力装置。新能源汽车在动力控制和驱动方面的技术领先于传统汽车，是具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车中运用最广泛、发展前景最好的是纯电动汽车。纯电动汽车完全依靠电池作为动力来源，在汽车运行过程中也主要依靠电动机作为汽车的驱动装置，获得相应的机械能。纯电动汽车在社会生活中比较常见，比如纯电动物流车、纯电动公交车以及纯电动家用轿车等等。纯电动汽车主要构件包括充电装置、电动机、控制器及动力源，其中动力源主要指的是性能良好的动力电池。电池作为电动汽车核心部件，其性能、质量及安全性将会直接影响到电动汽车的使用寿命和驾驶体验。充电装置的充电效率直接决定纯电动汽车的市场竞争力，充电方式一般有快充和慢充两种。近些年，充电装置的技术改革有了较大突破，充电效率不断提升，快充桩可在半小时内将电量充至80%左右，节省了大量充电时间，也提高了新能源汽车的群众接受度。电动机与控制器主要影响新能源汽车操控性、加速性能以及扭矩输出特性，决定着驾驶体感。与传统汽车相比，新能源汽车最大的优势在于能做到零污染、零排放，且有较高的使用经济性，在改善温室效应、城市雾霾等环境问题上有突出贡献。

1.2混合动力汽车技术

混合动力汽车是以两种及两种以上能源为主要动力的汽车，应用最广泛的是油-电混合动力汽车。这类混合动力汽车集燃油车和电动车的优势为一体，车内有两套动力装置（电动机、蓄电池和发动机、燃油箱），既有电动车的驾驶体验，又不受制于电动车续航里程的困扰。但两套动力系统使得汽车造价较高，车辆自重较大，在市场竞争中后劲不足，市场占有率不高。但随着技术发展，动力混合形式优化，相信在未来该类汽车会突破技术壁垒，逐渐被群众所接受。

2新能源汽车核心控制点

2.1安全性

汽车作为交通运输工具，其服务的对象是人，安全是重要的控制点之一。与传统汽车的安全规定相同，新能源汽车不能因其创新的特性而降低安全标准。对于安全保障，除传统汽车的安全措施之外还应考虑电力安全。新能源汽车的主要动力来源是电池，电池在多次充电放电的条件下能否稳定如一，在长时间高功率使用的情况下散热如何，当环境温度较高时能否保证安全等，这都是新能源汽车相比于传统汽车来说需要进一步考虑的安全指标。

2.2动力要求

传统汽车的动力源是燃油发动机，根据使用的燃油标号和发动机的内燃形式不同，其提供的动力大小也不同。理论上来说燃油发动机的动力是稳定且强力的，能够保证汽车在多种环境下、多种负载条件下的行进稳定。对于性能型汽车来说，动力稳定且足够是基本要求。在人们对于高质量汽车有较多需求的今天，使用电力作为动力来源还需考虑能否满足人们的需求。对于动力的需求也成为了消费者进行选择时的重要考虑因素，在此方面至少应对标传统汽车的动力标准，不能因环保、创新而牺牲基本使用要求。

2.3续航能力

汽车作为代步交通工具，续航能力也是很有必要的。传统燃油车并无续航能力的指标要求，其动力来源是燃油，在当今社会加油站已经随处可见，且想提高燃油车的续航，只需简单地增加油箱容量即可达到。对于新能源汽车，其能源补充方式是通过专用的充电设备进行充电，即使未来充电桩已经全面普及和覆盖，但充电的过程需要大量时间。新能源汽车的续航能力不仅仅是单纯提高电池容量，当电池容量过大时不仅仅体积和自重增加，也会带来一定的安全隐患。续航能力也是新能源汽车的核心控制点之一，需要在安全、经济、实用之中找寻平衡。

3新能源汽车电机驱动控制技术

3.1直流电机驱动技术

在新能源汽车中直流电机驱动系统有着重要的作用，它使用时间较早，也是使用频率比较高的驱动系统。这种电机驱动技术主要是利用一些机械方面的开关来进行驱动的实现，能够通过对电机中蓄电池的串联个数来改变电压，这样能调整速度。这种调节形式也有一些缺点，如调节的效率较低、可靠性非常差等。采用直流电机来进行驱动控制，会让系能源汽车在进行驾驶时会产生一种错顿感，使乘车人感到不舒服。不过当可控硅整流器研制成功后，这种电机驱动实现了技术升级，使用效率得到很大改观，能够通过PWM（脉冲宽度调制）进行调制工作，使控制更高效。此外，还具有一些用于驱动控制的元件，虽然能在一定程度上提升使用效果，但是维护成本比较高、耗能也比较大。

3.2交流异步电机驱动技术

交流异步电机是新能源汽车中非常重要的一种驱动系统，其能够很好地将汽车电池中的电能转化为机械能，能够很好地为汽车提供动力。这种装置的构成主要包括3个部分，分别为定子、转子和气隙。当交流异步电机内部的定子进行绕组后通过三相交流电源之后，能产生很好的旋转磁场，并利用这种磁场来进行转子的切割，获得更好的转矩，从而为汽车提供一定的动能。这种电机系统的结构组成非常简单，使用成本比较低，能够快速进行安装和使用，性价比非常高。同时，这种电机驱动具有很长的使用寿命，可以降低维护成本。此外，还具有一定的抗腐蚀性，能够在比较复杂的环境中进行应用。

3.3电机驱动控制器

电机驱动控制器是新能源汽车中非常重要的结构组成部分，因为新能源汽车与传统汽车在设计方面有一定的区分，这样就能够更好地利用电机驱动控制器，不但能有效提高电机的工作效率，同时还能有效阻碍电子干扰，可以在恶劣的环境下使用，适应环境能力非常强，也能提高汽车的使用稳定性。特别是在一些高海拔寒冷地区，这种驱动控制形式能为新能源汽车提供稳定、足够的动力。

3.4永磁同步电机驱动技术

永磁同步电机有非常多的优点，不但具有高达95%的使用效率，同时体积小、质量轻，大大降低安装难度。此外，这种电机不会出现噪声，有非常简单的组成结构，能大大降低经济成本。这种电机还具有转子结构，能在一定程度上降低机械磨损、延长电机的使用寿命。

3.5开关磁电阻电机

开关磁电阻电机是新能源汽车中非常先进的一种技术，这种电机结构非常简单，使用效率超过90%，甚至能达到15000r/min，具有非常高的效率。它可以很好地控制新能源汽车速度，也能运用低的功率去实现高转矩，这在一定程度上能减少能源的消耗。但是其中也具有一些缺点，如转矩较大、在运行过程中会出现比较大的噪声等。

4结语

综上所述，新能源汽车是全世界都在进行研究和发展的目标，同时也能取得了一定的成效，这样有利于新能源的开发和使用，方便进行生态环境的保护。同时，新能源汽车还应该通过一定的电机驱动控制技术，更好地提高新能源汽车使用的可靠性。总之，新能源汽车具有非常广阔的发展前景，需要相关人员不断进行研究，进而推进新能源汽车的不断发展和进步。

参考文献

[1]汤云，曹志坡.探究新能源汽车与电机驱动控制技术[J].电子世界，2020（20）：202-203.

[2]程汉平.新能源汽车及电机驱动的控制技术分析[J].时代汽车，2017（11）：45-46.