新能源汽車用電機控制器的設計與測試摘要：在當前汽車行業(yè)，新能源汽車已然成為主要發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)燃油型汽車明顯不同的是，新能源汽車不僅僅能夠降低汽車為其對環(huán)境造成的污染，而且還能夠有效保證汽車自身行駛的距離及其速度。通過進一步推進新能源汽車的不斷發(fā)展以及產業(yè)化，能夠有效實現(xiàn)節(jié)能減排這一發(fā)展目標，同時還能夠有效推進其創(chuàng)新能力提升，進一步推動汽車產業(yè)自身結構的進一步調整，這是培養(yǎng)新的經濟增長點以及振興中國汽車工業(yè)的一個重大舉措。由此可見，新能源汽車維修問題開始得到重視。關鍵詞：新能源汽車；用電機控制器；設計；測試引言隨著環(huán)保概念的提出，各個領域都在倡導綠色環(huán)保，因此針對人類不可或缺的出行也將逐步推廣綠色能源的電動車輛，其中電動車輛除了當前燃油車輛具備的各項功能之外，還可以針對車輛運行場景的不同，實現(xiàn)不同電源模式的跳轉。現(xiàn)有的電動車輛的電源模式的跳轉需要先通過當前電源模式下電之后，才可以開始新的電源模式的上電操作，并且隨著車輛運行場景的不斷豐富，多次的下電-上電的操作使用戶操作繁雜，且將在一定程度上影響車輛的使用年限，因此提出一種新的電源模式跳轉的方式用以應對當前多種電源模式跳轉的需要。1新能源汽車的工作原理目前常見的新能源汽車有純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車，其中純電動汽車和混合動力汽車技術較成熟，市場保有量較大。純電動汽車利用動力電池存儲的電能驅動電動機運轉，讓汽車連續(xù)行駛?；旌蟿恿ζ囉袃蓚€或多個能同時工作的驅動系統(tǒng)，車輛的行駛功率依據(jù)車輛實際的行駛狀態(tài)由單個或多個驅動系統(tǒng)提供。燃料電池電動汽車實際上是純電動汽車的一種，只是電池的工作原理不同，燃料電池通過電化學反應將化學能轉化為電能，一般利用氫氣充當電化學反應的還原劑，用空氣中的氧氣充當氧化劑。下面以純電動汽車為例簡要說明其工作原理。純電動汽車主要由驅動電機、動力電池組和電控系統(tǒng)組成。電動機取代傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機驅動汽車行駛，其動力性可輕松超越普通內燃機，動力輸出的快速響應能力也遠高于發(fā)動機，反應更靈敏。電動機是電動汽車的心臟，在純電動汽車中承擔著發(fā)電和電動雙重功能，在正常行駛時發(fā)揮電動功能，將動力電池的電能轉化成機械能供給整車，而在降速或者長下坡滑行時發(fā)揮發(fā)電功能，將車輪的動能轉化成電能，存儲在動力電池中進行能量回饋。純電動汽車中的驅動電機應根據(jù)其特性選擇調速范圍寬、調速特性穩(wěn)定的電機，使其可以在一個較大的速度范圍內穩(wěn)定高效的產生轉矩，純電動汽車不需要復雜的變速器和傳動機構就可以驅動車輛，能大大降低能量損耗。2驅動電機特性驅動電機是新能源汽車的核心部件。在當前技術條件下，汽車廠商應用的驅動電機類型主要有開關磁阻電機、異步電機、永磁同步電機和直流電機等類型。不同類型電機在功率密度、質量、體積、轉速范圍、可靠性等參數(shù)性能上有著較為明顯的差異。其中，永磁同步電機應用較為廣泛，其次是異步電機，其余2種電機類型應用較少。永磁同步電機運行原理是基于逆變器將電流轉變?yōu)槿嘟涣麟?，在流過定子繞組結構時，感應出一定強度的空間磁場。受磁場作用影響，轉子輸出電磁轉矩并開始旋轉，直至達到與旋轉磁極轉速同步狀態(tài)?；谟来磐诫姍C轉速與輸出轉矩的正向和反向的各自不同狀態(tài)疊加，車輛可呈現(xiàn)出正常行駛、制動、倒車等運行狀態(tài)。當車輛由正常行駛模式轉變?yōu)橹苿幽Ｊ綍r，電機轉子依然保持旋轉狀態(tài)，電動勢能變換為向車載電池充電，從而實現(xiàn)能量回收。3新能源汽車用電機控制器的設計3.1直流電機驅動技術在新能源汽車中直流電機驅動系統(tǒng)有著重要的作用，它使用時間較早，也是使用頻率比較高的驅動系統(tǒng)。這種電機驅動技術主要是利用一些機械方面的開關來進行驅動的實現(xiàn)，能夠通過對電機中蓄電池的串聯(lián)個數(shù)來改變電壓，這樣能調整速度。這種調節(jié)形式也有一些缺點，如調節(jié)的效率較低、可靠性非常差等。采用直流電機來進行驅動控制，會讓系能源汽車在進行駕駛時會產生一種錯頓感，使乘車人感到不舒服。不過當可控硅整流器研制成功后，這種電機驅動實現(xiàn)了技術升級，使用效率得到很大改觀，能夠通過PWM（PulseWidthModulation，脈沖寬度調制）進行調制工作，使控制更高效。此外，還具有一些用于驅動控制的元件，雖然能在一定程度上提升使用效果，但是維護成本比較高、耗能也比較大。3.2永磁同步電機矢量控制永磁同步電機運行具有強耦合且非線性時變屬性，在該運行狀態(tài)下的數(shù)學模型構建較為復雜。在矢量控制解耦過程中，首先需建立矢量磁場控制模型，建立三相靜止坐標狀態(tài)方程，再利用相應的坐標系轉化，分解為兩相同步旋轉坐標系狀態(tài)方程。在進行坐標系的轉化分解時，需利用空間矢量脈寬調制技術（SVPWM），對單個開關周期的3個基本電壓矢量進行等效調整，在最終矢量平均值與目標電壓矢量平均值達到相等的情形下，實現(xiàn)電機運行狀態(tài)的精確控制。實現(xiàn)SVPWM算法，需對扇區(qū)進行計算和判斷，將每個扇區(qū)分成6個扇區(qū)，根據(jù)計算結果得出每一扇區(qū)的對應關系。之后，對開關時間和驅動開關管切換時間點進行計算，利用Matlab和Simulink軟件進行控制器的模型搭建與仿真計算。基于仿真結果分析，可以根據(jù)負載轉矩幅值在不同時間段內的變化情況，獲得電機轉速隨之變化的情況，相應調整電機的運行狀態(tài)，以保持車輛的平穩(wěn)行駛。3.3交流異步電機驅動技術交流異步電機是新能源汽車中非常重要的一種驅動系統(tǒng)，其能夠很好地將汽車電池中的電能轉化為機械能，能夠很好地為汽車提供動力。這種裝置的構成主要包括3個部分，分別為定子、轉子和氣隙。當交流異步電機內部的定子進行繞組后通過三相交流電源之后，能產生很好的旋轉磁場，并利用這種磁場來進行轉子的切割，獲得更好的轉矩，從而為汽車提供一定的動能。這種電機系統(tǒng)的結構組成非常簡單，使用成本比較低，能夠快速進行安裝和使用，性價比非常高。同時，這種電機驅動具有很長的使用壽命，可以降低維護成本。此外，還具有一定的抗腐蝕性，能夠在比較復雜的環(huán)境中進行應用。4控制策略應用要點基于本研究課題所設計的控制器模型，結合車輛動力學模型，初步驗證了設計方案，并在符合我國實際道路工況的條件下進行了聯(lián)合仿真試驗，進一步驗證了模糊控制器在充電次數(shù)、電池保護等方面的效果。在后續(xù)研究中，還需綜合考慮系統(tǒng)運行中溫度變化對電池的影響，并考慮制動能量回收時制動距離變化等方面的因素。在綜合考慮更多因素的情形下，構建更為復雜的模型，更好地提升模型的精準度，在各種工況下確保模型精準度都能達到最優(yōu)化狀態(tài)，并進行了后續(xù)試驗驗證。結束語綜上所述，新能源汽車是全世界都在進行研究和發(fā)展的目標，同時也能取得了一定的成效，這樣有利于新能源的開發(fā)和使用，方便進行生態(tài)環(huán)境的保護。同時，新能源汽車還應該通過一定的電機驅動控制技術，更好地提高新能源汽車使用的可靠性。總之，新能源汽車具有非常廣闊的發(fā)展前景，需要相關人員不斷進行研究，進而推進新能源汽車的不斷發(fā)展和進步。參考文獻翟東風，李濟祿,張旱年，渠敬.新能源BMS控制策略探討[J].汽車實用技術，2020,45(24):6-7+18.蘇超杰.新能源汽車電控系統(tǒng)電磁干擾故障分析與檢修方法[J].汽車實用技術，2020,45(24):182-184.肖麗，高峰，侯淑萍，余璐，張慧芳,劉步新.新能源汽車驅動系統(tǒng)速度傳感器故障檢測與容錯控制法[J].電工技術學報,2020,35(24):5075-5086.陳志鵬，孫興，楊俊偉.插電混合動力汽車整車控制器熱管理控制分析[J].汽車電器,2020(12):32