新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)分析

吳君青

摘 要：社會(huì)的發(fā)展使得汽車成為人類出行的重要交通工具之一，科技的進(jìn)步誕生了新能源汽車類型，新能源汽車摒棄了傳統(tǒng)汽車過度使用汽油或者柴油的能源的現(xiàn)象，使得汽車不僅能夠輔助人類方便出現(xiàn)，同時(shí)也能夠避免給予環(huán)境造成過度污染。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車的核心部分，優(yōu)化和完善電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)能夠提高新能源汽車的產(chǎn)品品質(zhì)，利用優(yōu)良的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來增強(qiáng)汽車企業(yè)在市場激烈競爭當(dāng)中的核心競爭力，因此本文首先分析了發(fā)展新能源汽車的意義，然后闡述如何選擇新能源汽車當(dāng)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中的發(fā)電機(jī)，最后展望我國新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展前景。希望給予我國汽車企業(yè)在進(jìn)行汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研究和分析工作當(dāng)中予以建議。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 控制技術(shù) 分析

Analysis of Control Technology of New Energy Vehicle Motor Drive System

Wu Junqing

Abstract：The development of society has made automobiles one of the important means of transportation. The advancement of science and technology gave birth to new energy vehicles. New energy vehicles abandon the phenomenon of excessive use of gasoline or diesel energy in traditional cars， making cars able to assist humans. New energy vehicle can also avoid excessive pollution to the environment. The motor drive system is the core part of new energy vehicles. Optimizing and perfecting the control technology of the motor drive system can improve the product quality of new energy vehicles， and use excellent motor drive systems to enhance the core competitiveness of automobile companies in the fierce market competition. Therefore， this article first， analyzes the significance of developing new energy vehicles， then explains how to choose the generator in the motor drive system of new energy vehicles， and finally looks forward to the development prospects of China's new energy vehicle motor drive system control technology. The article hopes to give suggestions to Chinese auto companies in the research and analysis of automotive motor drive system control technology.

Key words：new energy vehicle， motor drive system， control technology， analysis

1 引言

在全社會(huì)踐行生態(tài)環(huán)保理念的影響下，汽車企業(yè)想獲得可持續(xù)性的發(fā)展，那么就需要研發(fā)新能源汽車，新能源汽車能夠有效的節(jié)約能源的同時(shí)能夠保護(hù)環(huán)境質(zhì)量，目前新能源汽車正處在發(fā)展和推廣階段，需要對(duì)于新能源汽車當(dāng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和完善，利用有效的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)來提高汽車行駛效率和汽車質(zhì)量，給予人類提供高質(zhì)量的新能源汽車，使得人類在方便出行的同時(shí)能夠避免汽車對(duì)于環(huán)境造成的污染，維護(hù)人類和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展，因此研究新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)顯得尤為必要。

2 新能源汽車驅(qū)動(dòng)控制器的功率半導(dǎo)體器件技術(shù)

在科技的帶動(dòng)下IGBT硅基絕緣柵雙極晶體管代替了傳統(tǒng)新能源汽車電機(jī)控制器主線的功率半導(dǎo)體，同時(shí)四種新能源汽車的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)走向定制化模塊封裝，使得新能源汽車電機(jī)控制器性能得到了明顯的提高，降低了新能源汽車的制造成本。例如日本富士山眾多企業(yè)在新能源汽車控制器的技術(shù)研發(fā)工作當(dāng)中注重于對(duì)于IGBT芯片高功率技術(shù)的研發(fā)，并且將IGBT模塊器件應(yīng)用于新能源汽車的控制器當(dāng)中。與此同時(shí)企業(yè)可以將IGBT模塊器件和新型封裝技術(shù)組合使用，例如可以使用銅線鍵合或者芯片倒裝等新型封裝技術(shù)，使得IGBT模塊品質(zhì)提高的前提下，新能源汽車電機(jī)控制器的性能得到提高。

此外還有智能門級(jí)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，功率組件集成技術(shù)等。

3 新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扁銅線技術(shù)

新能源汽車制造工藝的提高使得新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能得到了提高，誕生了永磁同步電機(jī)技術(shù)。此種技術(shù)對(duì)于新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制造工藝提出了更高的要求，由于傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的圓銅線繞組具有散熱性能慢和品質(zhì)耗損快等缺點(diǎn)，使得相關(guān)企業(yè)注重將扁銅線技術(shù)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制造當(dāng)中，例如現(xiàn)如今研發(fā)的發(fā)卡式定子繞，此種扁銅線電機(jī)產(chǎn)品能夠提高新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子槽滿率和功率密度。與此同時(shí)相關(guān)企業(yè)在發(fā)卡式定子繞組的工藝制造過程當(dāng)中，如果發(fā)卡式定子繞組出現(xiàn)了彎折的情況，那么就需要相關(guān)技術(shù)人員能夠及時(shí)的關(guān)注發(fā)卡式定子繞組的絕緣層破損現(xiàn)象。此外還有多相永磁電機(jī)技術(shù)，永磁同步磁阻電機(jī)技術(shù)等

4 如何選擇新能源汽車當(dāng)中電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)

4.1 選擇的發(fā)電機(jī)需要性能優(yōu)良

新能源汽車當(dāng)中的核心部分是電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)部分，為此新能源汽車當(dāng)中的核心裝置就是電動(dòng)機(jī)裝置，電動(dòng)機(jī)裝置作為新能源系統(tǒng)當(dāng)中的核心部分，需要選擇性能優(yōu)良的電動(dòng)機(jī)裝置，有效的提高新能源汽車的使用質(zhì)量。而性能優(yōu)良的電動(dòng)機(jī)裝置需要滿足體積小，使用效果優(yōu)良以及體積小的特點(diǎn)，利用性能優(yōu)良的汽車產(chǎn)品服務(wù)于食用者的出行需求，給予汽車使用者提供更加舒適的使用服務(wù)，同時(shí)也能夠給予汽車創(chuàng)建更大的有效空間。

4.2 需要選擇的電動(dòng)機(jī)具有高功率性能

高功率的電動(dòng)機(jī)裝置能夠滿足用戶過山路或者爬坡的駕駛需求，為此選擇的新能源汽車的發(fā)電機(jī)需要擁有高功率性能。汽車使用用戶在比較新能源汽車品質(zhì)時(shí)，通常會(huì)比較新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，往往高功率性能的新能源汽車是用戶的首選。

4.3 需要選擇低輻射的新能源汽車電動(dòng)機(jī)

如果汽車使用者選擇的新能源汽車的發(fā)電機(jī)擁有低輻射的特征，那么新能源汽車在行駛過程當(dāng)中發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)給予空氣的污染則得到有效的降低，有利于凈化環(huán)境，給予國民提供高質(zhì)量的環(huán)境質(zhì)量，最直接的體現(xiàn)是給予汽車使用者創(chuàng)建安全的駕駛環(huán)境，提高汽車使用者的舒適體驗(yàn)度。新能源汽車的誕生以及推廣最直接的益處就是能夠保護(hù)環(huán)境，避免因?yàn)榘l(fā)電機(jī)產(chǎn)生的輻射污染而給予人類的身體造成損害，因此國民在選擇新能源汽車時(shí)會(huì)更加重視選擇低輻射的新能源汽車發(fā)電機(jī)。

4.4 需要選擇經(jīng)濟(jì)成本低的新能源汽車發(fā)電機(jī)

汽車使用者在選擇新能源發(fā)電機(jī)時(shí)，在生產(chǎn)的同一標(biāo)準(zhǔn)的新能源發(fā)電機(jī)當(dāng)中，汽車使用者往往會(huì)選擇擁有低成本的新能源汽車發(fā)電機(jī)，成本低的新能源汽車發(fā)電機(jī)不僅僅是汽車品質(zhì)的體現(xiàn)，同時(shí)對(duì)于用戶而言能夠再節(jié)約成本的同時(shí)極高汽車行駛效率。為此汽車使用者在比較同一標(biāo)準(zhǔn)的新能源汽車時(shí)，往往會(huì)將新能源汽車發(fā)電機(jī)的產(chǎn)生成本納入考慮范圍之內(nèi)[2]。

5 新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)

實(shí)現(xiàn)新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制工作的主要部分就是電磁驅(qū)動(dòng)器，通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)永磁同步電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制。將正弦流通入永磁同步電動(dòng)機(jī)當(dāng)中，定子三相繞組在一百二十度夾角的情況下所形成的磁場則會(huì)在氣隙當(dāng)中不斷的旋轉(zhuǎn);作為具有稀土永磁體特性的轉(zhuǎn)子所形成的正弦磁場則能夠保持轉(zhuǎn)子位置固定不變，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸系和旋轉(zhuǎn)軸系重合時(shí)，轉(zhuǎn)子磁場則能夠被定子磁場帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，如此則形成了新新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器的解耦控制[3]。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)新能源汽車的運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要，因此驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中的電機(jī)裝置需要擁有高承載力以及高功率性能，同時(shí)還需要具備壽命長以及加速性能優(yōu)良的特點(diǎn);電機(jī)的調(diào)速范圍需要得到拓展，恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)距區(qū)同樣如此，處在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的橫轉(zhuǎn)距區(qū)遇到爬坡時(shí)能夠擁有大轉(zhuǎn)距來進(jìn)行起動(dòng)，處在高速度狀態(tài)的恒功率區(qū)低轉(zhuǎn)距能夠使得新能源汽車在平臺(tái)路面進(jìn)行高速行駛。與此同時(shí)還需要擁有再生制動(dòng)的能力來進(jìn)行新能源汽車的減速，使得蓄電池能夠接收到回收的能量，做到對(duì)于新能源汽車能量的最大化利用。電機(jī)裝置還需要擁有能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境的性能，適合工廠的大批量工藝生產(chǎn)，使用者對(duì)于電機(jī)的維修方便以及性價(jià)比高。

為此客戶在選擇新能源汽車的電機(jī)時(shí)，要考慮電機(jī)是否能夠?qū)崿F(xiàn)雙向控制以及電機(jī)是否能夠?qū)τ谀芰窟M(jìn)行回收以及制動(dòng)再生能量，目前市場上的新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有交流異步電機(jī)，直流電機(jī)以及永磁同步電機(jī)等。

6 新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的前景展望

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅需要滿足行業(yè)的發(fā)展要求，同時(shí)也要符合全人類社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展的理念。傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)品過度依賴于汽油或者機(jī)油等非可再生資源，使得汽車電動(dòng)機(jī)在使用過程當(dāng)中所產(chǎn)生的輻射污染給予環(huán)境造成了極大的破壞，降低了人類生活的環(huán)境質(zhì)量，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡;隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人類意識(shí)到保護(hù)環(huán)境對(duì)于人類可持續(xù)性發(fā)展的重要意義，因此每個(gè)國家都將可持續(xù)性發(fā)展作為國家的重要發(fā)展戰(zhàn)略組成部分，幾乎每個(gè)國家都在倡導(dǎo)生態(tài)環(huán)保理念，并且將生態(tài)環(huán)保理念踐行到各個(gè)行業(yè)的發(fā)展當(dāng)中，汽車產(chǎn)業(yè)也包含在內(nèi)。因此汽車產(chǎn)業(yè)的新能源汽車的誕生符合全人類可持續(xù)性發(fā)展的理念，新能源汽車的發(fā)展能夠充分利用可再生資源，避免因?yàn)槭偷确强稍偕Y源的使用而對(duì)于環(huán)境造成破壞。為此從全人類發(fā)展前景來分析，新能源汽車的發(fā)展是汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然選擇，通過對(duì)于新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的不斷研發(fā)以及完善，能夠使得新能源汽車逐漸取代傳統(tǒng)汽車，走向汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展道路。因此站在國家可持續(xù)性發(fā)展的角度來講，應(yīng)該不斷的研發(fā)以及創(chuàng)新新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研究，為我國汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展以及國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。

隨著我國科技的進(jìn)步，我國對(duì)于新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研究取得了可喜的成就，但是與西方有些發(fā)達(dá)國家相比我國的新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展依然沒有到達(dá)鼎盛時(shí)期，需要加大對(duì)于電磁驅(qū)動(dòng)或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)等技術(shù)的研究。目前我國的新能源汽車當(dāng)中主要以混合動(dòng)能居多，未來新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的發(fā)展方向則是完全地替代傳統(tǒng)混合能源或者能源汽車[4]。

7 結(jié)語

綜上所述，時(shí)代發(fā)展的要求需要汽車行業(yè)發(fā)展新能源汽車，通過新能源汽車節(jié)能減排的使用理念，能夠緩解國家非可再生資源使用緊張的問題，保護(hù)全球的非可再生資源，使得汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展符合時(shí)代的發(fā)展趨勢。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為新能源汽車的核心組成部分，取代以及完勝傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵是不斷的研發(fā)和提升新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)。站在汽車企業(yè)的角度，想要提高新能源汽車的品質(zhì)，給予用戶提供最佳的新能源汽車使用體驗(yàn)，那么在企業(yè)的新能源汽車發(fā)展當(dāng)中需要將新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的研發(fā)工作作為重中之重，掌握新能源汽車發(fā)展的核心技術(shù)則是掌握了行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，能夠在激烈的新能源汽車市場當(dāng)中占據(jù)明顯的優(yōu)勢，給予汽車企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠使得汽車企業(yè)在激烈的市場競爭當(dāng)中獲得可持續(xù)性的發(fā)展，符合汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，也推動(dòng)了汽車產(chǎn)業(yè)走向健康以及可持續(xù)性發(fā)展的道路，為全人類可持續(xù)性發(fā)展提供健康的交通出行服務(wù)。

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