电动汽车驱动电机及控制系统研究现状_王知学.pdf

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1、第23卷第3期山东科学Vol．23No．32010年6月SHANDONGSCIENCEJun．2010文章编号:1002-4026(2010)03-0067-04电动汽车驱动电机及控制系统研究现状1112王知学，刘媛，张云，张伟(1．山东省科学院自动化研究所，山东省汽车电子技术重点实验室，山东济南250014;2．济南市供电公司，山东济南250012)摘要:介绍了电动汽车驱动电机及控制系统的基本架构，从电机、功率电子装置和控制技术三个方面论述了当前的研究现状，指出了其未来的发展趋势。关键词:电机;功率电子装置;控制技术中图

2、分类号:U464文献标识码:AASurveyoftheDrivingMotorandControlSystemofanElectricVehicle1112WANGZhi-xue，LIUYuan，ZHANGYun，ZHANGWei(1．ShandongKeyLaboratoryforAutomotiveElectronics，InstituteofAutomation，ShandongAcademyofSciences，Jinan250014，China;2．JinanPowerSupplyCompany，Jinan250

3、012，China)Abstract:Thispaperintroducesthebasicarchitectureofthedrivingmotorandcontrolsystemofanelectricvehicle．Thepaperalsopresentsthestatusquofromsuchthreeprofilesasmotor，powerelectronicsandcontroltechnologyandpredictstheprospectsofanelectricvehicle．Keywords:moto

4、r;powerelectronicsdevice;controltechnology近年来，随着汽车保有量的迅速增加，对石油资源的过度依赖严重制约着我国经济的发展，甚至影响到国家利益，同时，汽车尾气排放造成的大气污染问题也日趋严重。倡导并鼓励研发、使用环保节能的新能源汽车，代表了世界汽车业发展的方向，也符合我国的国情。在“十五”期间科技部将电动汽车列为“国家高新技术发展计划”的重大专项，推动了电动汽车的研究开发与其关键技术的进步。电动汽车驱动电机及控制技术是电动汽车的关键技术之一，有广阔的应用、发展前景。1驱动电机及控制系

5、统研究现状在电动汽车中，驱动电机及控制系统把蓄电池中的电能转换成机械能，克服各种阻力，推动汽车前进，或［1］者将车辆的动能反馈到蓄电池中，完成制动过程。因此，电动汽车对驱动电机及控制系统的要求主要有:(1)以转矩为控制目标，油门和制动的开度是电磁转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小;收稿日期:2010-03-20作者简介:王知学(1973－)，男，研究员，从事汽车电子设计开发管理。E-mail:zhixuew@sina．com．cn68山东科学2010年(2)电动汽车要求驱动电机要有较宽的调速范围，电机能在四象限内工

6、作;(3)为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的过载倍数，为保证汽车能跑到最高车速，要求电机高速区处有一定的功率输出;(4)驱动系统高效、可靠性好、电磁兼容性好且易于维护等。目前，电动汽车上的驱动电机及控制系统主要由电动机、功率电子装置、控制器及传感器等几个核心部分组成。如图1所示。1．1电机目前，在电动汽车上应用的驱动电机主要有直流电机、交流感应电机、永磁同步图1电动汽车驱动电机及控制系统电机、开关磁阻电机。其特点如表1所示。从表中可以看出，直流电机具有平滑表1电机特性比较调速，控制简单，技术成熟等优点，但

7、是由直流电机交流异步电机永磁同步电机开关磁阻电机于有换向器和电刷，使它的可靠性降低，且功率密度差一般好一般需要定期维护;与直流电机相比，交流异步转矩转速特性一般好好好电机具有低成本，高可靠性，免维护，易操转速范围(r/min)4000～60009000～150004000～15000＞15000效率75%～80%85%～92%90%～95%85%～93%作等优点，但其驱动系统的控制复杂，不易易操作性最好好好好达到宽范围的恒功率调速;永磁同步电机可靠性差好一般好有功率密度高、调速范围宽，转矩转速特性结构的坚固性差好一般好好等

8、优点，但驱动系统有电流损耗大，永磁尺寸及质量大，重一般，一般小，轻小，轻体有退磁问题;开关磁阻电机有效率高、成成本高低高低本低等优点，但是电机驱动系统有转矩脉控制器成本低高高一般动，噪声大并且使用位置传感器增加了结构复杂度，降低了可靠性。以上介绍的几种电动机各有自己的优势和不足，并各有侧重，它们在现有的