电动汽车用电机控制器的设计方法
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数，包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。
对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析，旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。
电池管理技术是论文的核心内容之一，主要涉及电池的充电与放电特性分析，电池的容量及寿命评估等方面。
本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能，降低电池成本，以实现电动汽车的可持续发展。
电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法，包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。
还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨，以期实现电机的高效、精确控制。
智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。
通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理，实现电动汽车的能量利用效率最大化。
还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。
1. 背景介绍：阐述新能源汽车的发展背景，电动汽车的重要性和发展趋势。
在当前社会，新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。
面对环境污染与能源短缺的双重压力，新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式，正日益受到全球各国的重视和推动。
尤其是电动汽车，由于其零排放、高效率的特性，已然成为新能源汽车领域中的领军角色。
发展背景：随着科技的进步和社会的发展，传统燃油汽车的排放问题日益凸显，对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。
为了应对这些问题，各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。
新能源汽车应运而生，它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现，更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。
电动汽车的重要性：电动汽车作为新能源汽车的一种，以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。
电动汽车具有零排放的特点，它可以有效减少尾气排放，改善空气质量。
电动汽车的能效高，能源利用率远高于传统燃油汽车。
电动汽车VCU和BMS集成控制器硬件设计
一、概述
整车控制器是纯电动汽车控制系统的核心，它负责接收驾驶员的控制指令，根 据车辆的运行状态和电池的电量等信息，控制车辆的加速、减速、制动等动作， 同时还要监控电池的状态和充电情况，保证车辆的安全性和续航能力。
二、硬件设计
1、中央控制单元
中央控制单元是整车控制器的核心部件，它负责处理各种传感器和开关量信号， 根据车辆的运行状态和驾驶员的意图，控制车辆的加速、减速、制动等动作。 同时，中央控制单元还要与电池管理系统、充电控制系统等其他部件进行通信， 实现整车信息的实时监控和控制。
5、通信接口：BMS需要与VCU、充电桩等其他设备进行数据交换。因此，需要 配置相应的通信接口，如CAN、LIN等。考虑到电池管理系统的通信需求和数 据安全性，应选择具有高速、稳定、安全的通信接口。
6、故障诊断和处理单元：BMS应具备故障诊断和处理能力，能够对电池组进行 实时监测和故障预警。因此，需要配置相应的故障诊断和处理单元，包括故障 检测、故障处理、故障记录等功能。
电动汽车VCU和BMS集成控 制器硬件设计
目录
01 一、VCU硬件设计
03
三、VCU和BMS的集成 设计
02 二、BMS硬件设计 04 参考内容
随着环保意识的不断提高和电动汽车技术的不断发展，电动汽车在交通领域的 应用越来越广泛。作为电动汽车的关键部分，车辆控制单元（VCU）和电池管 理系统（BMS）的集成控制对于整车的性能和安全性具有至关重要的意义。本 次演示将探讨电动汽车VCU和BMS集成控制器的硬件设计。
（4）安全保护措施：采用防电击、防泄漏等安全保护措施确保人员的安全。
3、可维护性设计
可维护性是指控制系统出现故障时容易维修和恢复的程度。在硬件设计过程中， 应考虑以下几点：
新能源汽车驱动系统的设计与控制
新能源汽车驱动系统的设计与控制随着人们对环境保护意识的不断加强，新能源汽车的市场需求不断增长，成为一个全新的发展领域。
新能源汽车的驱动系统是实现车辆动力输出和运行控制的核心部件，一定程度上决定着车辆的性能和车主的使用体验。
本文将围绕新能源汽车的驱动系统进行探究，明确系统的设计与控制方法。
一、新能源汽车驱动系统概述新能源汽车的驱动系统相比传统化石燃料汽车有很大不同，其动力来源多为电池，通过电机传递力量来驱动车辆。
然而，一般来讲，新能源汽车的驱动系统主要包括马达、电池、变速器和控制系统。
1、电驱马达电驱马达是新能源汽车驱动系统的核心部件，其功率大小直接影响着汽车的动力和续航能力。
通常，电驱马达按转子结构可以分为内转子和外转子型；按磁场型式又可分为永磁同步电机、感应电机、永磁直线电机以及开关磁阻电机等，具体型号要根据车辆的性能和用途来定。
2、电池电池是新能源汽车驱动系统的重要部分，其能量密度高、无污染、寿命长以及续航能力强，但也存在着储能方面的限制。
常见的电池有锂离子电池、钛酸锂电池、铅酸电池和超级电容器等，经过比较锂离子电池因能量和安全性因素表现更为突出。
3、变速器变速器是控制驱动力和车速的重要部分。
由于电驱动马达具有较宽的转速范围，采用传统的机械式变速器不再适用。
所以，新能源汽车采用的多是单速和多档位的电子变速箱，被称为电机控制系统和电机变速装置。
其中电子变速箱带有不断变速的转速系统，能够有效提高电机转速控制精度和响应速度。
根据传动形式，变速器又可分为同步齿轮电动车自动变速器、真空强度电子自动变速器等。
4、控制系统控制系统是新能源汽车驱动系统的关键部分，它支持不同器件之间的联动协作，通过驱动力系统的各个模块使驱动力的分配合理，使车辆的操作更加便捷。
其中，控制器就是实现各个模块协同工作的核心，由软件程序和控制模块组成。
大致包括：电池管理系统、电机控制单元、电子控制器和通讯总线等。
二、新能源汽车驱动系统设计要素新能源汽车驱动系统的设计要素与传统燃油汽车有很大不同，在此介绍其与设计要点。
汽车电动汽车用电机及控制器布置规范
电动汽车用电机及控制器布置规范1范围本蟒准规定了电动汽车用电机及控制器（以下荷称电机及控制器）及其相关附件的布置形式和布置原则°本标准适应于本公司生产的混合动力、纯电动等所有新能源车型.2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不“少的。
凡是注日期的引用文件，仪所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其量新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
Q/OC JT108-2008整车二维数模装配间隙设计3术语和定义Q/OC TU08—2008界定的术语和定义适用于本标?（L4布置形式4-1分类电机及控制器布置可简单分为前丘、后置，控制器一般布置在电机正上方。
4.2纯电动汽车本公司研发的纯电动汽车的电机布置一段为前置，其布置形式如下二a）纯电动汽车电机前过，电机与减速器同轴布:a,与整车ZX平面垂直，如图1所示：b）貌电动汽车控制器前置.为了接线方便和缩近堆束长度，控制群布置在电机接战盒位置的正上•方与整车ZX平面垂直，如图2所示工图1前置电机布置形式I图2前亘控翻器布克形式］<3混合动力汽车混合动力汽车的电机布置M以前置也可以后置，其布置形式如下，El）混合动力汽车电机前置,电机与发动机同轴布置与整车ZX平面垂直，如图3所示：b）混合动力汽车控制楼而置，为了接线方便和筋短缓束长度，同时要避让发动机及其附件J控制器布置在电机上方与整车ZX平面垂直,如图4所示Fc）混合动力汽车电机及控制器后置，为了实现四强功能,发动机前置，电驱动桥后:B・电机及控制器后置，电机与旗速器同轴布丘修整车ZX平面垂直.图3前五电机布适形式n图4前置控制赤布置形式II图5后置电机布置形式对于电机、控制器及其附件的布置，底保证工作川配J井能灌足整车布置的需要和整车性能的发挥；应保证机舱与发动机、变速器,底盘之间布置和设计的合理也电机及控制器的通风散热.诏音隔热良好，与其他零部件最小间隙合理、拆卸方便F同时还要保证安装T艺性、有足热的刚度和强度.一般从以下几个方面进行布置考出r动、除占间隙要求工装配工艺性要求；雄脩方便性等要求：。
新能源电机控制器硬件设计
新能源电机控制器硬件设计摘要：针对整车与电驱系统的参数需求，电机控制器电路设计主要包含主控板和驱动板的原理设计，主控板主要由电源系统、信号采集电路、旋变解析电路、逻辑保护电路、CAN通讯电路等[[[] 李占江,高超,蒋元广等.一种电机控制器的硬件结构系统:中国,201811122202.8[P]. 2019-01-08.]]。
驱动板主要实现IGBT的驱动及母线高压采样的功能。
关键词：CAN通讯电路、母线高压采样、电源系统引言自然界中，一般来说是物以类聚。
其实不论是自然界，工业界也遵守这个规律。
例如智能手机由移动电话、数码相机、录音机、录像机、计算机等娱乐数码产品集成，但初期却是各自独立发展的，进入成熟阶段后，由于他们属于一大类，于是人们将它们集成起来，从而成就了一个在如今生活中无处不在的产品[[[] 贺林.电动汽车设计[M].合肥.合肥工业大学.2016-12.]]。
电驱系统的控制部分也是如此，从开始的电机控制器MCU、转向电机控制器SMCU、制动电机控制器BMCU、车载充电机OBC、DC/DC、高压配电单元等的单独存在，演变到如今集成式开发。
其中电机控制器作为整个电力电子单元的核心控制器件，对电驱系统能否正常运转起着决定性的作用。
硬件作为软件算法的载体，也是具体功能的执行单位，其上所含电路功能的多少，决定着电机控制算法实现的上限，下述将对本文所设计的电机控制器硬件的主要电路进行介绍。
主控板选择TI公司的高性能TMS320C28x系列32位浮点DSP处理器TMS320C28335作为主控芯片，其外围模块电路如下：图1 电机控制器硬件电路原理图采用TI公司的高性能TMS320C28x系列32位浮点DSP处理器TMS320C28335,其最小系统必须满足下列要求：IO口至少54个以上；ADC转化精度要求12位，模拟量输入端口16个；至少拥有2路CAN通讯功能，其中的一路作为备用；至少拥有六路PWM；1、电机控制器硬件板的电源需求与设计根据MCU控制板的需求设计，其电源系统，需要提供＋24V，＋5V，＋3.3V，＋1.9V。
新能源电动汽车的电机控制和调节
电机控制系统正逐渐实现集成化， 将多个功能模块集成在一个控制器 中，降低系统的复杂性和成本。
02
电机控制策略
矢量控制
总结词
矢量控制是一种通过控制电机的输入电压或电流，实现电机转矩和磁通独立控制的电机控制策略。
详细描述
矢量控制通过将电机的输入电压或电流分解为转矩和磁通两个分量，分别进行控制，从而实现对电机 转矩和速度的高精度调节。这种控制策略广泛应用于高性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电 机控制系统。
调速系统
01
02
03
机械调速
通过改变电机输入轴与输 出轴之间的传动比实现调 速，具有结构简单、成本 低等优点。
电气调速
通过改变电机输入电压或 电流实现调速，具有调速 范围广、控制精度高等优 点。
智能调速
利用现代控制理论和技术 实现电机最优控制和节能 运行，具有自动化程度高 、节能效果好等优点。
电机驱动与调节系统的优化
能效管理系统的发展趋势
智能化管理
利用先进的传感器、通信和人工智能技术，实现能效管理的智能 化和自适应调节，提高管理效率和准确性。
集成化设计
将电机、电池、热管理系统等部件进行集成设计，优化整体能效 性能，降低系统复杂性和成本。
可再生能源利用
结合太阳能、风能等可再生能源，实现电动汽车的绿色能源供给 ，进一步提高能效和环保性能。
直接转矩控制
总结词
直接转矩控制是一种通过直接控制电机的转矩和磁通，实现对电机转矩和速度进行快速响应控制的电机控制策略 。
详细描述
直接转矩控制通过直接检测电机的转矩和磁通，并采用相应的控制算法，实现对电机转矩和速度的快速调节。这 种控制策略具有快速响应和鲁棒性强的特点，适用于需要高动态性能的电机控制系统，如新能源电动汽车的电机 控制系统。
电动汽车用永磁同步电机控制器设计
电动汽车用永磁同步电机控制器设计黄其; 陈翔; 罗玲; 薛利昆【期刊名称】《《电机与控制应用》》【年(卷),期】2019(046)010【总页数】8页(P84-91)【关键词】永磁同步电机; 硬件保护; PCB布局; 弱磁; 温升【作者】黄其; 陈翔; 罗玲; 薛利昆【作者单位】西北工业大学自动化学院陕西西安710072; 江苏中车电机有限公司湖南株洲412001【正文语种】中文【中图分类】TM351; U469.70 引言电动汽车以电机作为驱动机构。
与传统燃油发动机汽车相比，电动汽车起动力矩大、加速快，省去了变速箱，噪声减少，行驶中没有尾气排放，应用越来越广泛[1]。
永磁同步电机(PMSM)作为电动汽车动力机构，频繁工作在正反转交替、电动和发电状态，且要求同时有较大的过载能力和较宽的调速范围，因此控制器是实现电池直流电源向三相交流电源转换的装置，驱动PMSM输出力能[2]。
电动汽车在高速公路上行驶时，大部时间处于匀速状态，阻力较小，此时电机应保持低转矩特性和高转速输出；电动汽车在爬坡时，电机的转速较低但输出力矩较大[3-4]。
因此,电动汽车用电机驱动在低速区应有较高的转矩输出能力，在低转矩时应有较高的转速输出能力，类似于传统汽车中不同挡位工作在不同的路况中。
对于电动汽车驱动电机，在低速区电动汽车需具有好的转矩输出性能，应尽可能提高电机转矩输出能力；而在高速区，当电机转速增大时，电机绕组反电动势也随转速增大而上升，当达到额定转速时，反电动势也达到逆变器的最大值，此时若不采取弱磁控制，控制器会出现饱和失效现象，使电动汽车的性能指标降低。
交流电机矢量控制是将电流分解为转矩分量和去磁分量，控制矢量电流的相位，就可以控制去磁分量和转矩分量，去磁分量的方向与永磁磁链方向相反，可以实现弱磁控制[5]，使得电机能在基速度以上运行，拓宽PMSM的调速范围。
本文设计了一款电动汽车用PMSM控制器，介绍了其硬件组成、模块功能、PCB结构布局、散热设计和程序算法设计；加工了控制器样机并搭建试验平台，对控制器进行了调速、效率、发电和温升测试。
新能源汽车——电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文
济南职业学院毕业设计（论文）题目：新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计系部：机械系济南职业学院毕业论文（设计）任务书课题名称：电动汽车动力及控制技术设计系部：_机械系专业：汽车检测与维修__________ 姓名：_ 学号：指导教师：_ 二〇一一年4月25 日毕业设计（论文）成绩评定表系部：机械系专业：汽车检测与维修班级：1班注：设计（论文）总成绩=指导教师评定成绩（30%）＋评阅人评定成绩（30%）＋答辩成绩（40%）新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计摘要随着世界环境的污染、全球石油危机日益严重而带动的石油价格不断上涨给汽车工业带来了不可忽视的冲击，也增强了人们开发新能源的意识，而新能源汽车更是人们关注的一大焦点。
目前电瓶式纯电动汽车以噪音小、耗能低、无污染、成本低、结构简单而成为新能源汽车发展的主流，世界很多国家都投入了大量的人力、财力去开发电动汽车。
本文主要围绕电动汽车的电动机以及目前普遍使用的电动车控制系统主要参数作出分析，例如转速与转矩的关系、转速与功率的关系、功率与转矩的关系以及传动比、蓄电池的比能量等，设计出合理的电动车动力系统和控制系统。
本文主要采用的技术有：1、电动机的转矩、转速、功率。
2、电动机的主要调速方式。
关键词：电动机、发动机、转矩、变频调速、交流电动机、EV目录第一章前言 (1)第二章电动汽车构造与原理 (2)第一节电动车的种类 (2)第二节蓄电池电动车 (4)第三节燃料电池电动车 (10)第三章电动车动力及控制设计 (12)第一节电动车驱动电机种类 (12)第二节直流驱动电动机 (14)第三节交流驱动电动机 (18)第四节直流电动机的控制 (21)第五节三项交流电动机的控制 (24)第四章我国电动汽车的缺陷 (27)第五章电动汽车的发展趋势 (29)致谢 (31)附录一 (32)附录二 (33)参考文献 (39)第一章前言汽车工业的告诉发展，汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等方面的问题越来越突出。
电动汽车用永磁无刷直流电机控制器的设计
收 稿 日期 ：ｏ２ ０ — ２ ２ ｌ ＿ ３ １ 基金 项 目 ： 西 自然科 学 基 金 项 目 （ 科 自 ０ ３ ０ ７ 资助 ． 广 桂 ８２６ ） 通 信 作 者 ： 文 广 ， 授 ， 究 方 向 ： 能 控 制 及 应用 ，— ｉ：１ ｇ６ ＠１６ｃｒ． 罗 教 研 智 Ｅ ｍａ ｌ ｗ １８ ２ ． ｎ ｏ
图 ２ 控制系统的硬件框图
块 是 外 围控 制 电路 ， 括 辅 助 电源 电路 、 Ｓ Ｅ 包 ＭＯ Ｆ Ｔ驱 动 电路 、 离保 护 电路 和 接触 器 驱 动 电路 组成 ； 一 块 隔 另 是 核 心 控 制 电路 主要 以 Ｓ Ｍ３ Ｔ ２微 处 理 器 为 核心 ， 括 两 种保 护 电路 、 测 电路 、 号 调 理 电路 、 Ａ 包 检 信 Ｃ Ｎ总 线
子 换 相器 和转 子 位 置 传 感 器 ３部 分 ． 工 作 原 理 其 框 图 如 图 ｌ所 示 。永 磁 无 刷 直 流 电机 由 直 流 电
源 ， 蓄 电 池 等 提 供 电 源 ， 子 位 置 传 感 器 检 测 如 转 转 子 的 位 置 信 息并 将 信 号 送 到 电子 换 相 线 路 进 行 处 理 ， 到下 一 个位 置 导 通 的 电子 开关 信 号 ［． 得
使 电 机正 确 运转 … 本 文所 设 计 的转 子 位 置检 ． 测 电路 同 时具 有 检测 电机转 速 的 功能 ，它 将 检 测 到 的信 号送 入 芯 片 上 的 ＩＯ 口进 行 相应 ／
的处 理 ．
１２ 控制器硬 件电路设计 ． 控 制 器 硬 件 电 路 主 要 由两 部 分 构 成 ： 一
应 用 于 电机 控 制 系 统 的微 控 制 器 必 须 是 中 断延 时 短 ， 即实 时 响 应 性 好 ， 且 必 须 具 备 优 越 而
国内外电动汽车整车控制器（VCU）性能指标及设计思路
国内外电动汽车整车控制器（VCU）性能指标及设计思路一、国外产品介绍（1）丰田公司整车控制器丰田公司整车控制器的原理图如下图所示：该车是后轮驱动，左后轮和右后轮分别由2个轮毂电机驱动。
其整车控制器接收驾驶员的操作信号和汽车的运动传感器信号，其中驾驶员的操作信号包括加速踏板信号、制动踏板信号、换档位置信号和转向角度信号，汽车的运动传感器信号包括横摆角速度信号、纵向加速信号、横向加速信号和4个车轮的转速信号。
整车控制器将这些信号经过控制策略计算，通过左右2组电机控制器和逆变器分别驱动左后轮和右后轮。
（2）日立公司整车控制器日立公司纯电动汽车整车控制器的原理图如下图所示。
图中电动汽车是四轮驱动结构，其中前轮由低速永磁同步电机通过差速器驱动，后轮由高速感应电机通过差速器驱动。
整车控制器的控制策略是在不同的工况下使用不同的电机驱动电动汽车，或者按照一定的扭矩分配比例，联合使用2台电机驱动电动汽车，使系统动力传动效率最大。
当电动汽车起步或爬坡时，由低速、大扭矩永磁同步电机驱动前轮。
当电动汽车高速行驶时，由高速感应电机驱动后轮。
（3）日产公司整车控制器日产聆风LEAF是5门5座纯电动轿车，搭载锂离子电池，续驶里程是160km。
采用200V家用交流电，大约需要8h可以将电池充满；快速充电需要10min，可提供其行驶50km的用电量。
日产聆风LEAF的整车控制器原理图如下图所示，它接收来自组合仪表的车速传感器和加速踏板位置传感器的电子信号，通过子控制器控制直流电压变换器DC／DC、车灯、除霜系统、空调、电机、发电机、动力电池、太阳能电池、再生制动系统。
（4）英飞凌新能源汽车VCU & HCU解决方案该控制器可兼容12V及24V两种供电环境，可用于新能源乘用车、商用车电控系统，作为整车控制器或混合动力控制器。
该控制器对新能源汽车动力链的各个环节进行管理、协调和监控，以提高整车能量利用效率，确保安全性和可靠性。
纯电动汽车整车控制器(VCU)设计方案
纯电动车辆以整车控制器为主节点、基于高速 CAN 总线的分布式动力系统 控制网络，通过该网络，整车控制器可以对纯电动车辆动力链的各个环节进行管 理、协调和监控，提高整车能量利用效率，确保车辆安全性和可靠性。整车控制 器的功能如下： 1) 车辆驾驶：采集司机的驾驶需求，管理车辆的动力。 2) 网络管理：监控通信网络，信息调度，信息汇总，网关。 3) 故障诊断处理：诊断传感器、执行器和系统其他部件的故障，并进行相应的
纯电动汽车整车控制器 设计方案书
目录
1 整车控制器控制功能和原理 ................................................................................................................... 1 2 电动汽车动力总成分布式网络架构 ....................................................................................................... 2 3 整车控制器开发流程 ............................................................................................................................... 3
电动汽车用电机控制器设计规范
8.2.10
8.2.10.1
8.2.10.2
8.2.10.3
8.2.10.4
8.2.11
8.2.12
驱动电机控制器的外形和安装尺寸应符合供应商与我司双方之间协定的外形和安装尺寸要求，具体以双方确认的图纸和数据为准。
8.2.13
8.2.14
应不超过双方协商确定的数值。
8.2.15
8.2.16
——增加了机械环境术语定义（见3.2）；
——修改了4.2.1（见4.2.1.2，2016年版的4.3.1）；
——增加了信号检测精度（见4.2.2）；
——修改了电机控制器温升限制（见4.2.3，2016年版的4.2.9）；
——修改了控制器对加速踏板信号的响应范围（见4.2.4，2016年版的4.3.2）；
表1工频耐压值
最高工作电压Udmax
试验电压（均方根值）
Udmax≤60
60＜Udmax≤125
125＜Udmax≤250
250＜Udmax≤500
Udmax＞500
500
1000
1500
2000
2Udmax+1000
8.3
8.4
8.4.1
8.4.2
8.4.2.1
8.4.2.2
通过
注：
8.4.2.3
GB
GB
GB/T 2423.17
GB/T 2900.33
GB/T 4208
GB/T 13422-
GB/T 17619-1998
GB/T 18488.1-2015
GB/T 18488.2-2015
GB/T 19596
GB/T 29307-2012
新能源汽车电机控制器
新能源汽车电机控制器新能源汽车电机控制器是一种关键的控制设备，它负责控制整个电动汽车的电机系统。
随着人们对环保和节能的重视以及电动汽车市场的不断发展，新能源汽车电机控制器的研发和应用变得越来越重要。
本文将从功能、原理以及发展趋势三个方面对新能源汽车电机控制器进行探讨。
新能源汽车电机控制器的功能主要包括转速控制、力矩控制、电流控制、调速控制和保护控制等。
其中，转速控制和力矩控制是电机控制器最基本的功能。
转速控制可以通过改变电机的电流和电压来实现，从而调节电机的速度。
力矩控制则是通过改变电机的电流和电压来调节电机的扭矩输出。
电流控制则主要是为了保证电机的工作稳定，避免过载和过流现象的发生。
调速控制则可以根据驾驶员的需求来调整电机的输出功率，从而实现加速和减速的控制。
保护控制则是为了保证电机和电池组等重要部件的安全，避免出现短路和过热等故障。
新能源汽车电机控制器的工作原理主要是通过PWM（脉宽调制）技术来实现。
PWM技术是一种通过调整开关器件的导通时间来控制电流或电压的技术。
电机控制器通过不断变换PWM波形的占空比，来控制电机的电流和电压，从而实现对电机的控制。
通过PWM技术，电机控制器可以实现对电机的精确控制，提高电机的效率和响应速度。
新能源汽车电机控制器的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先，控制器的集成化程度将不断提高。
目前的电机控制器主要采用分立元件的方式进行设计，而未来将趋向于集成化设计，减少元件体积，提高系统的可靠性和稳定性。
其次，控制器的功率密度将逐渐增加。
随着电动汽车市场的不断扩大，对电机控制器功率密度的要求也越来越高，未来的控制器将会采用更先进的散热技术和功率电子器件，提高功率密度。
再次，控制器的智能化程度将不断提高。
随着人工智能和大数据技术的发展，未来的电机控制器将会具备更强的自学习能力和适应性，可以根据不同的驾驶环境和用户需求进行动态调整。
最后，控制器的可靠性和安全性将得到进一步提升。
新能源纯电动汽车整车上下电控制策略设计介绍
新能源纯电动汽车整车上下电控制策略设计介绍一、前言为了提高整车高压上下电安全，准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理，本文针对纯电动汽车动力系统结构，定义了基于CAN通讯的整车控制网络。
以整车安全性为主要参考量，设计了电动汽车整车控制器上电控制策略、下电控制策略以及紧急故障模式下对高压电紧急下电和低压电处理方法，为调试整车控制器及相应的高低压设备奠定基础。
电动汽车展示二、高压控制的重要性纯电动汽车(EV)以动力蓄电池组作为唯一动力源，以驱动电机作为唯一动力驱动装置。
蓄电池工作电压高达几百伏，当发生高压电路绝缘失效或短路等故障时，会直接影响驾乘人员的生命财产以及车载用电器的安全。
因此，在设计和规划高压动力系统时应充分考虑整车和人员的电气安全性，确保车辆运行安全、驾驶人员安全和车辆运行环境安全。
整车控制器(VCU)是纯电动汽车运行的核心单元，担负着整车驱动控制、能量管理、安全保障、故障诊断和信息处理等功能，是实现纯电动汽车安全高效运行的必要保障。
纯电动汽车上下电控制策略开发设计的目的在于：在已有整车动力系统结构的前提下，通过采集钥匙及踏板等驾驶员动作信号，并通过CAN总线、电池管理系统(BMS)及电机控制器(MCU)等子系统进行通讯，来控制整车高压上电、下电安全。
同时在上下电过程中，力求准确诊断出整车动力系统的高压故障并迅速做出相应处理。
目标车型钥匙门开关设置为两挡：OFF挡、ON挡；整车挡位设置为：前进挡(D挡)、空挡(N挡)、倒挡(R挡)。
表1为各主要部件缩略语及其定义。
表2为各变量名称及说明。
表1主要部件缩略语及其定义表2各变量名称及说明三、整车上下电控制策略1、整车模式说明基于钥匙门位置设置，进行上下电控制，实现整车控制系统初始化、自检、充电状态判断等功能。
目标车型整车控制器由低压蓄电池供电，其上电下电状态由仪表板上的低压开关进行控制。
整车模式分为外接充电模式、非充电模式和紧急停机模式。
纯电动汽车-电机及控制器ppt课件
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2.0.3 基本组成
6. 安全保护系统 高压安全 动力电池组具有高压直流电，必须设置安全保护系 统，确保驾驶员、乘员和维修人员在驾驶、乘坐和 维修时的安全。 故障处理 必须配备电气装置的故障自检系统和故障报警系统， 在电气系统发生故障时自动控制EV不能起动等，及 时防止事故的发生。
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2.0.3 基本组成
电动机替代发动机。 仍然采用内燃机汽车的传动系统，包括离合器、变 速器、传动轴和驱动桥等总成。 有电动机前置、驱动桥前置(F-F)，电动机前置、驱 动桥后置(F-R)等各种驱动模式。 结构复杂，效率低，不能充分发挥电动机的性能。
M—电动机 C—离合器 GB—变速器 D—差速器
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经典汽车设计理论推导车辆行驶平 衡方程
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2.0.4 关键技术
2. 动力电池组的选择与特性 3. 减速器传动比的确定
由于电动机的转速高，不能直接驱动车辆的车轮， 通常在驱动系统中采用大速比的减速器或2档变速器。 作用：减速、增扭 减速器或变速器中不设置倒档齿轮，倒车是靠电动 机的反转来实现。
电动汽车制动能量回收系统仿真及控制器设计
电动汽车制动能量回收系统仿真及控制器设计一、本文概述随着全球对可持续发展和环保问题的日益关注，电动汽车（EV）作为清洁、高效的交通方式，正逐渐取代传统的燃油汽车。
电动汽车制动能量回收系统（BRS）是电动汽车节能减排技术的重要组成部分，该系统能够通过回收制动过程中的能量，提高电动汽车的能源利用率和续航里程。
本文旨在对电动汽车制动能量回收系统进行深入仿真研究，并探讨相应的控制器设计方法，为提升电动汽车制动性能和能量管理效率提供理论支持和实践指导。
本文将首先介绍电动汽车制动能量回收系统的基本原理和关键技术，包括能量回收的基本原理、系统架构和关键组件。
接着，本文将重点讨论电动汽车制动能量回收系统的仿真建模方法，通过建立系统的数学模型和仿真平台，分析不同工况下的制动能量回收效果和系统性能。
本文还将探讨控制器设计在电动汽车制动能量回收系统中的应用，包括控制策略的选择、控制算法的设计和参数优化等方面。
通过仿真分析和实验研究，验证所设计控制器的有效性和可靠性。
本文的研究不仅有助于深入理解电动汽车制动能量回收系统的运行机制和性能特点，也为电动汽车制动系统的优化设计和能量管理策略的制定提供有益参考。
本文的研究结果对于推动电动汽车技术的持续发展，实现节能减排目标，促进绿色交通出行具有重要意义。
二、电动汽车制动能量回收系统概述随着全球对环保和能源消耗的日益关注，电动汽车（EV）作为新能源汽车的代表，正逐渐成为未来交通出行的主要选择。
电动汽车的制动能量回收系统（BRS）是其中的一项重要技术，其设计目的是在车辆制动时，将部分或全部的制动能量转化为电能并储存到电池中，从而提高能源利用效率，延长车辆续航里程。
电动汽车制动能量回收系统的工作原理主要基于电机和发电机的可逆性。
在制动过程中，电机反转成为发电机，将车辆的动能转化为电能。
这个电能随后被储存在电池中，以供车辆后续行驶使用。
通过这种方式，制动能量回收系统不仅可以提高能源利用效率，还能在一定程度上减少制动时产生的热量，提高车辆的制动性能。
电动汽车电机控制器国家标准分析-2022年学习资料
1、电机控制器相关试验准备-仪器：-标准规定实验室采用的电气测量仪器、仪表准确度不低于0.5级（兆欧表-除 ，直流分流器准确度应不低于0.2级-数字式转速测量仪的准确度应不低于0.1±1个字；转矩测量仪及测功机-的 确度应不低于1%（直测效率时应不低于0.5%）；温度计的误差在-士1°C以内。-被测值应位于仪表量程20% 95%的范围内。-电源：-标准规定所直流电源应符合车辆用电池的电压和电流特性，电源输-出阻抗要与规定的电池 抗尽可能相等。-布线及冷却装置：-测试中的布线与冷却条件应模拟车辆中具体使用条件。
8、电机控制器EMC要求-标准只对电机及控制器的电磁辐射以及电磁辐射抗扰度进行了要求，-目前长安相关电机控 器的EMC均需满足长安的EMC测试的规范（规范-名，电机控制器需要进行的EMC测试项目如下表所示。
电机控制器相关试验方法-1.试验准备-2.一般性试验项日-3.环境试验-4.温升试验-5.效率测试-6.再 能量回馈试验-7.EMC要求
4、电机控制器防护等级要求-标准规定控制器的防护等级可参考GB/T4942.1-2001和GB/T4942 2-1993的要-求。针对该点，长安根据不同器件以及其不同布置位置情况，对器件的防-护等级进行了规范，详见 2。-器件布置位置-IP等级要求-发动机仓-后备箱-底盘-成员仓内
5、电机控制器温升要求-根据标准要求，电机控制器中各部件的温升应不超过下表规定-部件与器件-材料与被覆层升/K-电力半导体器件及其他-不超过相应标准的规定-电器元件-器件的规格规定适用-温度-紫铜、无被覆层-6 -连接于一般低压电器的-紫铜、搪锡-65-母线连接处的母线-紫铜、镀银-70-铝、超声波搪锡-55-45接于电力半导体器件-的母线连接处的母线-35-与半导体器件相接的塑-料绝缘导线或橡皮绝缘
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矩 而不是功率 及散热能力 。
常 用 交 流 无 刷 电 机 有 感 应 用永磁一 磁阻电机 内置式 。与第
就一个给定 电机而言 , 在不 考虑散热限制前提下
一 电机 的低速下最大力矩输 出 取决于逆变器 的电流能力
一 电机高速下输 出力矩的能力 受制于 逆 变器 的 电压
一 最大电机输 出功率 由逆变器 决定
混合动力系统功能是机 电能量
转换 。动力蓄 电池作 为电源或负
载 储电装置 发动机作为机械负
载或机械能源 电机 作 为双 向机
电能量转换装置 逆变器作 为交
流 、直 流 电能 转 换 装 置 , 控 制 器 作为上述能量转换的控制装置 。
其 工作模式 中电机可兼作电 动和发电运行 。
电动模式一 电机将电能转换成 机械能
附表列 出表面式永磁电机与永
暇组的固计翻承 功饭 行硬
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电机驱 动系统 的功率限制 因素 整个机 电系统 的功率转换 以串
联形 式 实现 。系统功率 由转换过 程中功率最小的环节决定 。
·动力蓄电池功率 由动力电池 电压 和 电流能 力决定
·逆变器功率 由功率半导体器 件 丁或 「 的电压和电流 能 力 以及散 热 能 力决定
·电机 功率 由 电机 散 热 能 力 决定 。
一代相 比 , 力矩密度提高 ,
反巫呵 “矩触“线
讲
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、 一“ —
转速
指标
一 最 大输 出力矩 与转速 的外特 性曲线 图
一恒功率调速范围
一效率分布图 而不是某一点最高效率
一 电机输 出功率 之比
与逆 变器
一 力矩密度
一丁
电动汽车对电机系统要求 图
求 , 即最高转速下设计 的反 电势
RCCN 日成品牌
〔
厄鹉困业日
为 尸提供电源
为驱动 电路 和控制 电路提 供 多路相互防离的电源
绝缘功能
宽范围输入 电压 一
防电磁干扰
结构 与散热 系统
为 电力 电子模块散热
为控 制器 组 件 安 装提 供抗 振 的支撑
为控 制器提 供 环境保 护
为保 证 可 靠 性 , 需保 证功
率模块
芯片工作温度不超
过℃
根 据 实 际要 求选择冷 却方 式 水冷或风冷
可靠性设计 可靠性设计的 目的保证产品在
其预 定 的应 用范 围和使 用年 限 内 可靠 工作 。系统 可 靠 性 由最 薄 弱 的关键元器件 功率模块和电解电 容 的可靠性决定 。
·针对特定应 用的产 品设计要 求与限制条件 , 根据功率循环 、 环境 温 度 与循 环 、振动 、目标寿 命产 品设计 需 求 , 关键元器件 的 失效机理 过 电压 、过温 、温度循 环 、振动 、最 恶 劣使用 工况 最 恶 劣功率 循环 , 环境 温度 、温 度循 环 、振动条件 进行设计和论证
转换器 图 , 在不 改变动 力电池 电压前提 下提高电机 的控制
电压 , 从而提高电机输 出功率 。利
用大功率
转换 器 实现 直 流
母线电压动态调节 , 从而提高系统
效率和可靠性 。大功率
转
换器 的另一用途是可用于 匹配 控
制两种不同的电源 动力蓄电池 燃
料电池 , 动力蓄电池 超级电容器 等 , 实现电 电混合 。
卜定 寿统口‘成 润 试 左故
磁一 磁阻电机 的比较
电机 系统 设 计 难点 与选 择《图
表面式永磁 电机不适合用于 电
, 封装设计 机械安装结构 、 散热安排
提高 电机 与减速器 的集成和控 制器 的集成 。选择散 热 风冷 、水 冷 、油冷 水冷 的形式 。
动汽车 。
日本 本 田汽 车 公 司表 面 式 永
·逆 变器 从 动 力 蓄 电 池获 得 功率
·电机从 逆 变器获得 电功率 ·电机输 出机械能 , 推动车辆 前进 发电模式一 电机作为发电机将 机械 能转换 成 电能
·在减速 、制动时 , 制动能量 带动 电机 发电机 输入机械能
·发电机输 出电能 ·逆 变器 由交 流 电变 为直 流 电 , 向动力蓄电池充电 。
澎瓢晃捌 」转升换压器 门〔
图
转速
图 匹配 , 电池与电机电压 引入高压 叱 转换器
断能派汽车
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
一体 化集成 为混合动力变速器总 成 、电机与 电力电子和动力蓄 电 池的优化组合 。
电力电子控制器构成
尸电机控制器
它接 受 整车控 制器 的指令 并反馈信息
检测电机系统 内传感器信息
根据指令和传感器信息产
生逆 变器开关信号
功率模块
驱动 电路
接受 户的开关信 息并反 馈相关信息
放大开关信号并驱动 下
卜
上海大郡动力控制技术有限 公司 简称上海大郡 成立于
年 月 , 主要产 品为混合动力 车 、纯电动车和燃料 电池车用驱
动电机 系统 。 年 进入 国家科
技部 项 目 , 开发了一系列具有 自主 知识 动汽车和混合动力车用 电
机 系统 有众 多种类 , 功率各不 相 同 动 力蓄 电池冷却风扇 电
评价 一个 电机 驱动 系统 的
电机 、开 关 磁 阻 电机 和 永 磁 电 机 。而 永 磁 电机 由 于 尺 寸 小 、 效率 高是 电动车 尤其是 乘 用车 的主流技术 。
表面式永磁同步电机的特点是 力矩 密度高 、效率高 , 但 弱磁 困 难 , 恒功率调速范围窄 。 见图
要拓展恒功率调速 区域 , 可 以通过 降低磁场 强度达 到调速要
设计认证测试 认 证 测试 是 检验 设计 是 否达 到
设 计 要 求的客观验 证手 段 。目前 尚缺 乏 完 整 电动 汽车 混 合 动 力车 用 电机 系统测试 标准 。常有 的论 证 测试 试验 包括
, 功能及性能试验 包括 电机 系统外特征 、系统效 率分布 图 、力矩控制精度 、温升 试 验 、保 护 功 能 试 验 、电气 安 全 试验 。
永磁一磁阻同步 电机是一种将
赘篡禁 蛋粼 的端
飞
电机系统设计过程
结构 紧凑 、尺寸小
永磁 电机 和磁 阻 电机结合在一起
重量轻 可靠性高 、失效模式可控 效率高 成本低 低 噪 声和低振动 恒功率调速范 围宽
的新型 电机复合结构 , 其特点是 弱磁容 易 , 调速范 围宽 , 效率较 高 , 力矩 密度较 高 , 但 由于饱 和 非线 性 、控制复 杂 、结构复杂 , 优化设计较难 。
层盆 』 电动汽车用电机控制器的设计方法
RCCN 日成品牌
功率 密度提 高
, 效率提高
, 最高转速提高 。
电机与减速器 变速器的集成
采 用减速器可 以在不改 变功率
的前提 下 大大 降低 峰值 扭 矩从 而
降低电机的体积和成本 , 电机尺 寸取决于峰值力矩 , 且要根据实 际应 用需要 , 优化配置电机 与减 速器 变速器组合 。
成本的挑战 电机 系统 的成本是 电动车 混
合动力车市场化重要障碍之一 。
电动车 和混 合动 力车动 力系统
成本 由动力蓄电池或燃料 电池 、
电力电子 、电机 、减速器 变速器
等组成 , 必须采用系统方法削减 成本 。
削减成本的途径有
系统优化设计 , 避免过设 计 , 提高集成度
在制造方面可借用汽车制造 能 力 , 提 高电机及 电力 电子 系统 的制造效率
机功率
电动油泵 电机 功
率
电动冷 却水泵 电机 功
率
电动 空调 电机 功率 为
集成式起动 发电机
功率 为
混合动 力发 电
机一
牵 引电机 功率
一
大郡开发 的用于 车用驱动 电机
系统 图 有 四个 类别 。目前 已经
应 用在长 安杰勋混合动力汽车 的
是集成式起动 发电机 , 驱动电机
发电机彝鲤螃 电机 机械 系统
提供 电压 隔离和保护功能
欠 电压 、过 电 压 、过 电流 、过
温 、短路
绝缘 功能 , 采 用耐 高压 驱 动芯片
防 电磁 干扰
控制 电源 电路
靳能派汽车 闪〔、 们 于
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磁电机 曾用于 尸 纯电动车和
混合动 力车 , 但在第二代
电动车 和
混合 动 力车 上 采
毛仁 转速川
出匕 转速而
电机类型 的选择与 比较
附表 表面式永班电机与永玲书 阻电掀 比较
力矩
今 恒功率区
夔全两一犷力矩区呈一瘾丽
恒功率调速 区
必喊 嚼粼口展 蒸 效率
卿哨浏臀撇
二澄吟哪羚 翻从胭 痴魏曝 , 拍体 充磁 能力
与整车制造商同步设计 , 系 统集成
·发动机 、变速器 、电机总成 设计
·机 电一体化封装设计 ·一体 化热 管理设计 ·功 能优 化设计 恰 当地设计认证测试方法
·以整车 最 恶 劣工况 为基础设 计可靠性耐久测试