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新能源汽车电机驱动系统控制技术分析
摘要:随着社会经济的发展,如今汽车已经成为了人们生活和工作当中所应用的最为主要的一种交通工具,在科学技术高速发展和人们开始重视生态环保的背景下,出现了新能源汽车。新能源汽车不会存在柴油或者汽油过度使用的情况,除了能够为人们的出行提供方便之外,也不会造成环境的污染。在新能源汽车当中电气驱动系统是其中最为主要的部分,通过对电机驱动系统进行完善和优化能够进一步提升新能源汽车的品质,从而提升新能源汽车在市场当中的竞争力。本文首先对于新能源汽车的发展现状进行分析,同时对于新能源汽车当中电机驱动系统的重要性进行探讨,最后对于新能源汽车电机驱动系统控制技术进行研究。希望通过本文,能够为新能源汽车电机驱动系统控制技术的应用发展提供一些参考和帮助。
关键词:新能源汽车;电机驱动系统;控制技术
引言:
在生态环保理念下,汽车行业想要获得更好的发展,就需要加强对新能源汽车的开发。新能源汽车除了能够对能源进行节约之外,也能够达到环境保护的效果,目前正处于新能源汽车的推广和发展阶段,需要对其中的电机驱动系统进行更好的完善,使得新能源汽车的驾驶效率获得显著的提高,同时也提升了汽车质量,为人们的日常出行创造一个更好的条件。与此同时,也能够有效的降低汽车行驶过程中导致的环境污染,促进可持续性发展政策的落实,实现对生态环境的有效保护。
1.新能源汽车的发展现状
通过应用先进技术来实现节能环保的效果,是各个行业和企业需要去研究的问题。从汽车行业的角度上来看,新能源汽车已经成为了下一阶段汽车产业发展的重点内容,为了更好的开发纯电动、混动和燃料电池汽车,需要对电机驱动系统控制技术进行分析和研究。传统汽车因为需要依赖于石油,所以产生了石油短缺和环境污染等方面的问题,随着科技发展,如何利用清洁能源替代传统燃料,从而实现对交通能源的优化已经成为了现代化建设中的重要内容。汽车所应用的能源逐步从石化能源向着可再生清洁能源进行转变,通过应用氢能源、生物燃料和电能源不但能够节约石化资源,也能够促进汽车能源的多元化。为了能够进一步提升汽车质量,需要将电力驱动系统控制技术与新能源汽车的生产设计结合在一起,使得电力电子技术应用的更加广泛。日韩、欧美等国家为了经济结构的优化和清洁能源交通能力的提高,加强的新能源汽车的研发,并设定了相关的专项计划,同时也给予了资金上的和政策上的充分支持。目前在汽车市场上雷诺、本田、大众等著名汽车企业都在积极的进行新能源汽车的研发,而以特斯拉为代表的纯电动汽车如今已经有着十分成熟的技术。我国在基础建设和现代化城市经济发展等环节中获得了巨大成就,为了能够合理调整石化燃料产业结构,并满足人们的实际需求,需要加速相关技术的创新,实现新能源汽车的普及,这也成为了我国当前的一项基本国策。在这样的背景下,我国的很多汽车生产企业纷纷加入到了新能源汽车的研发当中,红旗、比亚迪等品牌都推出了独立设计的纯电车和混动车。随着新能源汽车的发展,已经逐步成为了一些地区购买家用汽车的首选。一些发达国家会对国民购买新能源汽车给予相应的鼓励,具体包括了以下几个方面的措施:首先是财政税收政策,给予购车补贴。其次是对新能源汽车的研发给予扶持,为了进一步提升汽车产业的市场竞争力,需要通过能源结构改革和技术优化来提升客户需求。对于那些需要汽车来进行代步的年轻人和工薪阶层来说,新能源汽车成为了首选。我国设立了新能源汽车和863节能等重要项目,以燃料电池、混合动力以及纯电力汽车系统平台为基础来建立的该项目,通过动力蓄电池以及电驱动系统控制技术来组合成为了相应的计划。通过实施该技术,形成了以新能源汽车零部件、电动汽车产业规模以及新能源汽车系统等多个视角的指导纲要,以动力系统技术平台为基础来对新能源汽车产业进行分析,对于其中的关键技术进行了重点剖析,例如发动机部件和电机驱动系统控制技术等等。
2.新能源汽车中电机驱动系统控制技术的重要性分析
如今汽车已经成为了人们不可获取的交通工具,除了能够对人们的出行需求进行满足之外,也能够带动经济文化等方面的交流和发展。以往主要以石油作为汽车能源,但会造成环境的污染,并且地球上的石油存量是有限的,早晚有一天石油会消耗殆尽。新能源汽车从广义上来看是指不以石油为能源的汽车,从狭义上来看是指将电力作为能源的汽车。因为新能源汽车采用的是清洁度更高的电力能源,所以环保性很强,提出了新能源汽车这一概念后,无论是市场接受度还是生产制造的成熟度都在逐步的提升,在有关于新能源汽车的各项技术当中,电机驱动系统控制技术在其中是最为主要的,对汽车的能耗和行业曲线、影响力、安全性、舒适度等方面带来直接的影响。为了能够使得人们的汽车行驶需求能够获得满足,新能源汽车的电机需要拥有足够的过载能力、加速性以及瞬时功率,同时也要具备足够长的电机寿命。想要满足这样的要求,就需要新能源汽车的电机能够具备足够的调速空间和范围。首先横转扭曲低速运行的过程中要能够具备足够的转矩,从而满足汽车的电机动力要求。其次,在恒功率区低转扭矩的过程中要具备足够的运行速度,达到汽车高速行驶需求。另外,为了能够进一步提升新能源汽车的节能效果,要能够有效获取汽车行驶中产生的能源并反馈给电池系统,这对于电机驱动系统控制技术而言是非常重要的。最后,为了达到人们对新能源汽车舒适度、安全性以及可靠性等方面的要求,需要电机驱动系统具备足够的适应性,除了要能够适应各类恶劣且复杂的条件之外,也要避免对驾驶人员造成影响,整体的结构越简单,那么后续维护起来就越容易,从而降低使用成本。
3.新能源汽车电机驱动系统控制技术研究
3.1开关磁阻电机驱动系统控制技术
从技术特点的角度上来看,相比于其他类型的电机而言,开关磁阻电机驱动系统控制技术要具备更为简单的结构,整体属于新型电机,能够达到每分钟一万五千转的转速,能够达到百分之九十以上的运转效率,能够在较大范围内获得更加合理的控制,这样的性能与新能源汽车的需求十分适应,满足新能源汽车的电机要求。在进行运转的过程中,除了能够获得更高的启动转矩之外,也能够具备较低的启动功率,但开关磁阻电机的缺点在于有着过大的转矩脉动,所以有着较为明显的噪音,相比于功率相同的电机而言体积也相对较大,如果噪音比较大则会对新能源汽车行驶中的舒适性带来不利影响,体积过大则会对新能源汽车的空间带来不利影响。从系统组成的角度上来看,开关磁阻电机驱动系统有着较高的复杂性,所以对于控制技术有着较高的要求,需要达到相应的精密程度。
3.2直流电机驱动系统控制技术
直流电机驱动系统控制技术是在新能源汽车生产制造的早期所广泛应用的一种技术,还未研发出可控硅整流器件时,只能够通过机械化来调节新能源汽车的行驶速度,例如通过变化蓄电池的串联数量来调控电机电枢电压。这样的方式效率较低且比较呆板,再加上缺乏足够的可靠性,在实际操作的过程中常常会出现顿挫感,对新能源汽车驾驶的安全性和舒适性带来了不利影响。在研发出可控硅整流器件以后,彻底改变了这样的情况,能够采用PWM调制的方式来驱动控制新能源汽车电机,无需通过机械化的方法来调节速度,但这种电机也有着相应的局限,就是整体效率相对较低,容易出现转向器以及电刷等元器件的损坏和老化现象,所以需要频繁的进行维护和维修,从而增加了新能源汽车的整体成本,再加上体积相对较大,所以不适用于小型的新能源汽车。
3.3电机驱动控制器
在新能源汽车行业中电机驱动控制器是非常重要的技术位置,如今新能源汽车领域中已经对永磁同步电动机调速技术进行了广泛的应用,能够对电机驱动控制器的运行提供重要保障,能够让其在实际运行中更好的适应外部环境变化,并能够有效的抵抗电子干扰,具备了较强的可靠性和更高的工作效率。尤其是在一些高寒地区存在着电力衰减的情况,需要介入电机驱动控制器来对电机运行进行优化改善,使得新能源汽车能够具备更加广泛的实用性。随着科学技术的发展,各类功率器件的应用更加成熟,那么电机驱动控制器必将得到更好的发展和应用。
3.4交流异步电机驱动系统控制技术
新能源汽车中比较适用的电机驱动系统控制技术中还包含了交流异步电机驱动系统控制技术,主要是由笼形结构内部转子所组成,转子结构为空心,整体的组成比较简单,具备了轻便、牢固、高速以及维护成本较低的优点。交流异步电机驱动控制技术能够大大减小电机体积,同时也具备了更强的功率,降低应用的成本。在生产制造新能源汽车的过程中通过应用交流异步电机驱动系统控制技术,能够达到新能源汽车的动力要求,同时也能够合理的控制新能源汽车使用过程中的费用,从而促进新能源汽车的普及。
3.5永磁同步电机驱动系统控制技术
新能源汽车行业领域中近些年来逐步的增加关于永磁同步电机驱动系统控制技术的应用,该技术不但体积小,且重量较轻,能够有效的降低汽车自重,克服了传统直流电机和开关磁阻电机的各项缺点,例如噪音大和脉冲大等等,利用率达到了百分之九十五以上。从目前的情况来看,越来越多的新能源汽车品牌开始利用该技术,同时市场评价也十分理想。从组成结构的角度上来看,永磁同步电机主要包含了电机本体和转子位置传感装置,整体结构十分简单,其中的转子包括了内转子和外转子这两种,外转子在轮毂内较为常见,能够进行轮驱驱动,需要多台发电机才能够实现,无需采用独立传动装置,对汽车构造进行了大大简化。与此同时,该转子结构能够在实际运行中降低机械磨损率,从而使得新能源汽车的寿命能够得到延长,提升汽车的可靠程度。内转子处于发动机变速性之间,对于电机有着更加严格的体量要求,不但要更薄,同时也要更加稳妥的固定手段。
3.6电机驱动系统控制技术的发展前景
从目前的情况来看,新能源汽车当中所应用的电机驱动系统控制技术仍然在持续的发展,但在发展的过程中仍然存在着一些不足之处,需要对电磁驱动和电机驱动技术进行积极的创新。当前很多新能源汽车采用的是混合动能,传统能源被新能源所替代,从而有效促进了新能源驱动技术的良好发展。从电机驱动工作模式的角度上来看,需要一移相全桥这种模式为基础来在直流母线侧生成零电压高频脉动电压,使得系统效率得到进一步的保障。相比于传统汽车,新能源汽车更加符合时代发展的要求,不但符合当前的生态环保理念,同时也有着更强的市场竞争力。电机驱动系统控制技术作为新能源汽车发展中的核心技术,需要重视其的研发,使得人们的实际需求获得更好的满足。新能源汽车的发展是以传统汽车为基础来进行的,新能源汽车不但具备了传统汽车的各类性能,同时也有着节能环保的优势,从而促进我国可持续性发展目标的实现。在新能源汽车当中,电机驱动系统控制技术是非常关键的,想要获得更好的发展,就需要在这项技术中投入更多的资源,加速这项技术的发展和完善,使其更好的满足人们的经济性需求。
结束语:
综上所述,在全世界范围内,对于新能源汽车的研发和应用已经获得了广泛的关注和重视,为了能够更好的推行绿色环保理念,满足可持续性发展的要求,需要相关人员能够对新能源汽车的研发项目给予更多的知识。在新能源汽车的发展中,电机驱动系统控制技术属于其中的核心技术,主要的功能是为新能源汽车的运行提供动力,所以需要重视对电机驱动系统控制技术的研究,将其作为汽车行业中的重点,这样才能够进一步提升汽车企业的市场竞争力,为企业带来更大的效益。
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作者简介:姓名: 何海龙 ,出生年月:1986.12 ,性别:男,籍贯:河南省尉氏县,民族:汉,学历:本科,职称:一级实习指导,研究方向:新能源汽车检测与维修
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