电动汽车驱动电机效率优化控制策略研究
电动汽车驱动系统的性能优化与控制研究
电动汽车驱动系统的性能优化与控制研究随着环境保护意识的增强和能源危机的逼迫，电动汽车成为了当今社会发展的热点话题。
然而，与传统燃油汽车相比，电动汽车面临着诸多技术挑战，其中之一就是驱动系统的性能优化与控制。
本文将就电动汽车驱动系统的性能优化与控制展开研究。
首先，我们需要了解电动汽车的驱动系统。
电动汽车驱动系统主要包括电池组、电机和电控系统。
电池组作为电动汽车的能量源，决定了电动汽车的行驶里程和续航能力；电机则负责将电能转化为机械能，驱动汽车进行行驶；而电控系统则是整个驱动系统的大脑，通过对电机的控制来实现对汽车的平稳驱动和能量的高效利用。
那么，如何优化电动汽车的驱动系统性能呢？首先，我们可以从电池组入手。
电池组的性能直接影响着电动汽车的续航里程。
因此，我们需要对电池组进行深入研究，提高电池的能量密度和充电速度，以降低电动汽车的充电时间和提升续航能力。
同时，还需要研究电池的寿命和安全性能，以确保电动汽车的使用寿命和安全性。
其次，电机的性能优化也是电动汽车驱动系统的关键。
电机作为电动汽车的“心脏”，决定了汽车的动力性能和驱动效率。
因此，我们需要通过提高电机的功率密度和效率来实现电动汽车的高速、高效和长续航。
此外，还需要对电机的传热和散热进行优化，以确保电机的稳定工作和长寿命。
最后，电控系统的优化和控制也是电动汽车驱动系统的重要组成部分。
电控系统通过对电机的控制来实现电动汽车的平稳驱动和能量的高效利用。
因此，我们需要研究先进的电控算法，实现对电机的精准控制和优化。
例如，可以利用PID控制算法来实现对电机转速的闭环控制，以提高电动汽车的驱动平稳性和能量利用率。
同时，还可以结合模型预测控制技术，实现对电控系统的动态优化。
总结起来，电动汽车驱动系统的性能优化与控制是电动汽车发展的关键技术之一。
通过对电池组、电机和电控系统的深入研究和优化，可以实现电动汽车的高性能驱动和高能量利用。
然而，电动汽车的驱动系统仍然面临着许多挑战，例如电池技术的突破、电机功率密度的提高和电控算法的优化等。
电机效率优化控制策略
２
山东大学硕士学位论文
纯电动汽车是完全由二次电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电 池）提供动力的汽车。由于一次石化能源的日趋缺乏，纯电动汽车被认为是汽车工 业的未来，限制其应用的关键问题在于蓄电池容量低和充电时间长。典型的纯电动 汽车结构如图１－１所示。动力电池组输出电能驱动电机，从而推动车辆行驶。电池
山东大学硕士学位论文
以一台鼠笼式异步电机作为控制对象，采用转子磁场定向的矢量控制。系统的 主控芯片是ＴＭＳ３２０ＬＦ２４０７Ａ ＤＳＰ芯片，运用ＤＳＰ汇编语言和Ｃ语言编写了控制 程序，包含有空间矢量ＰＷＭ调制子程序、磁链辨识子程序、效率优化控制子程序 和电压矢量合成快速响应子程序等，实现了数字化的高性能电驱动控制系统。
１绪论
山东大学硕士学位论文
１．１电动汽车发展历史
电动汽车是主要以电池为动力源，全部或部分由电机驱动的汽车，是涉及到机 械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。电动车辆最早出现在英国， １８３４年Ｔｈｏｍａｓ Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ在布兰顿演示了采用不可充电的玻璃封装蓄电池的蓄电 池车，此车的出现比世界上第一部内燃机型的汽车早了半个世幺己【¨。
内燃机汽车工业发展至今，虽然在节能、污染排放和其他若干方面都取得了显 著的改善和长足的进步，但是其尾气排出的污染物仍是当今地球大气的主要污染 源。另外，由于石油资源日益缺乏、石油价格居高不下，各国也在竞相研制替代燃 料汽车的混合动力汽车以及电动汽车，在许多关键技术的基础研究上取得成果。电 动汽车也由原来单一的电池供电的纯电动汽车（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）发展成为 现在的三大类：纯电动汽车ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、混合动力电动汽车ＨＥＶ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）和燃料电池电动汽车ＦＣＥＶ（Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）。融多项高 新技术于一体的现代电动汽车因其具有低排放、低能耗、低噪声等优点，将成为２１ 世纪汽车的主流【２】。
电动汽车动力系统的优化设计与控制
电动汽车动力系统的优化设计与控制一、引言随着全球环保意识的增强与经济发展，电动汽车作为一种环保解决方案，逐渐受到人们的重视和青睐。
但受到电池续航里程的限制，电动汽车发展的重要一环就是提升电动汽车的动力系统性能，从而在续航里程和加速性能之间取得平衡。
因此，电动汽车动力系统的优化设计和控制对于电动汽车行业的长远发展至关重要。
二、电动汽车的动力系统优化设计1. 电动汽车动力系统的组成电动汽车动力系统主要由电机、电池、变速器、电缆和电控系统等构成。
其中，电机和电池是电动汽车动力系统的核心组成部分，影响着电动汽车的性能和续航里程。
2. 电动汽车动力系统的优化设计策略（1）电机优化设计电机的转速、转矩、效率等都是影响电动汽车性能的重要参数。
通过优化电机设计和控制方法，可以实现电机更高的功率密度、更高的效率和更好的控制性能，提高电动汽车的加速性能和续航里程。
（2）电池优化设计电池的能量密度、循环寿命和安全性等是影响电动汽车续航里程的关键因素。
优化电池设计和制造工艺，提高电池能量密度和循环寿命，同时保证电池的安全性，是提升电动汽车续航里程的重要途径。
（3）变速器优化设计电动汽车的变速器一般采用单速或多速变速器设计。
针对不同的行驶情况，可以选用不同的变速器设计方案，例如，在城市道路上采用单速变速器，在高速公路上采用多速变速器，以提高电动汽车的动力性能和续航里程。
（4）电控系统优化设计电控系统是电动汽车动力系统的调节和控制中心，其优化设计能够带来极大的性能提升。
通过设计高效的电控系统，实现电机和电池的精准控制和协同工作，提高电动汽车的能量利用效率和动力性能。
三、电动汽车动力系统控制技术电动汽车动力系统控制技术主要包括电机控制、电池管理、变速器控制和整车管理等方面。
1. 电机控制技术电机控制技术是电动汽车动力系统控制技术的核心。
电机控制技术依托于现代电力电子技术和控制算法，实现对电机的精确控制和调节。
通过合理的电机控制策略，可以调节电机运行的转速、转矩和功率等参数，以实现不同情况下的优化性能。
电动汽车驱动电机的设计与性能优化
电动汽车驱动电机的设计与性能优化随着环保意识的提高和能源危机的日益严重，电动汽车作为一种新型的交通工具逐渐受到人们的关注和青睐。
而作为电动汽车的核心部件之一，驱动电机的设计与性能优化尤为重要。
本文将从电动汽车驱动电机的设计原理、性能参数以及性能优化等方面进行探讨，以期为电动汽车的发展做出贡献。
驱动电机的设计原理主要分为两种：直流电机和交流电机。
直流电机简单可靠，但效率较低；而交流电机具有高效率、宽速度范围和良好的调速性能。
近年来，随着电动汽车行业的快速发展，交流电机逐渐成为主流选择。
交流电机又分为感应电机和永磁同步电机，两者在结构和性能上有所不同。
感应电机结构简单，制造成本相对较低；而永磁同步电机由于其高效率、高动力密度等优点，成为电动汽车的首选。
电动汽车驱动电机的性能参数对其性能起着决定性的作用。
首先是额定功率，即电机能够持续运行的最大功率。
车辆的加速性能和爬坡能力等都与电机的额定功率密切相关。
其次是峰值功率，即电机能够短时间达到的最大功率。
在紧急加速、超车等特殊场景下，电机需要具备峰值功率较高的特性。
再次是峰值扭矩，即电机能够短时间输出的最大扭矩。
峰值扭矩的大小决定了车辆的起步动力和爬坡能力。
此外，还有电机的效率和响应时间等性能参数需要在设计过程中综合考虑。
为了优化电动汽车驱动电机的性能，可以采取以下几种方法。
首先是通过优化电机的结构设计。
结构优化可以包括磁路设计、线圈设计和散热设计等方面。
合理布置磁场线，设计合适的线圈结构，以及良好的散热系统，能够提高电机的效率和功率密度，降低热损耗，延长电机的寿命。
其次是通过改进控制算法和驱动系统。
控制算法的改进可以提高电机的响应速度和动态性能，实现更精确的控制。
驱动系统的优化可以提高电机的效率和稳定性，减少功耗。
最后是利用新材料和新技术来提高电机的性能。
例如，采用高性能的永磁材料、改变电机的结构形式、引入新的传感器和控制器等，均可以进一步提高电机的性能。
新能源汽车动力系统的优化与控制
新能源汽车动力系统的优化与控制随着全球对环境保护意识的增强和资源消耗的警觉，新能源汽车在全球范围内受到了广泛的关注和推广。
而新能源汽车的核心技术之一就是动力系统的优化与控制。
本文将从优化和控制两个方面讨论新能源汽车动力系统的发展。
首先，针对新能源汽车动力系统的优化问题，我们可以从以下几个方面进行思考和探讨。
第一，动力系统的整体效率优化。
新能源汽车的动力系统包括电池、电机、逆变器和控制系统等多个组成部分。
通过改进动力系统的构成和参数调整，可以提高整体效率，降低能耗。
例如，优化电机的磁路结构和控制算法，提高电机的转化效率和功率密度。
此外，合理选择和配置电池和逆变器的参数，使其在工作范围内表现出最佳性能，进一步提高动力系统的整体效率。
第二，充电和能量管理的优化。
新能源汽车的关键之一是电池充电和能量管理。
通过优化充电策略和能量流管理算法，可以最大限度地提高电池的寿命和使用效率。
例如，根据电池的状态和使用需求，调整充电电流和电压，避免过充和过放等现象。
同时，通过能量流管理，合理分配电池的能量输出，满足车辆的动力需求，提高动力系统的可靠性和效率。
第三，热管理的优化。
新能源汽车的动力系统在工作过程中会产生大量的热量，需要进行有效的热管理。
通过合理的热传导、散热和冷却设计，可以降低动力系统的温度，提高热效率。
例如，采用高导热材料和散热结构，增加热量的传导和散热效果；同时，利用冷却系统对电机和逆变器进行冷却，保持其工作温度在合理范围内，提高动力系统的可靠性和寿命。
接下来，让我们来探讨新能源汽车动力系统的控制问题。
第一，动力系统的调速控制。
对于电动汽车来说，电机的调速控制是至关重要的。
通过合理的控制算法，可以实现电机转速的精准控制，满足不同车速和转矩的要求。
例如，采用矢量控制或直接转矩控制算法，结合逆变器的输出特性，控制电机的电流和电压，实现电机的精确转速和转矩控制。
第二，动力系统的能量管理控制。
新能源汽车动力系统的能量管理涉及到电池和电机的能量流动和分配。
《电动汽车驱动永磁同步电机能量回馈控制策略的研究》
《电动汽车驱动永磁同步电机能量回馈控制策略的研究》一、引言随着环保意识的日益增强和能源结构的转变，电动汽车（EV）逐渐成为现代交通领域的重要发展方向。
其中，永磁同步电机（PMSM）以其高效率、高功率密度和良好的调速性能等优点，成为电动汽车驱动系统的核心组成部分。
在电动汽车的运行过程中，能量回馈控制策略的优化对于提高能源利用效率、延长电池寿命和降低运行成本具有重要意义。
本文将重点研究电动汽车驱动永磁同步电机的能量回馈控制策略，为电动汽车的进一步发展提供理论支持。
二、永磁同步电机基本原理永磁同步电机是一种利用永磁体产生磁场，通过控制器控制电流实现电机转矩和转速的电机。
其工作原理基于电磁感应定律和安培环路定律，通过控制器对电机电流的控制，实现电机转矩的精确控制。
PMSM具有高效率、高功率密度、低噪音和低维护成本等优点，在电动汽车领域得到广泛应用。
三、能量回馈控制策略研究1. 传统控制策略传统的电动汽车能量管理策略主要关注电池的充电和放电过程，而忽视了对电机系统的能量回馈控制。
这种策略在电池电量充足时，将电能供应给电机系统，而在电池电量不足时，通过外部充电设备进行充电。
然而，这种策略未能充分利用电机系统的回馈能量，导致能源利用效率较低。
2. 新型回馈控制策略针对传统控制策略的不足，本文提出一种新型的能量回馈控制策略。
该策略通过优化电机系统的控制算法，实现能量的高效回馈。
具体而言，该策略通过实时监测电机的运行状态，包括转速、负载等参数，并根据这些参数调整电机的电流和电压，以实现能量的最优回馈。
此外，该策略还考虑了电池的充电状态和外部环境因素，以实现更加智能的能量管理。
四、仿真与实验分析为了验证新型回馈控制策略的有效性，本文进行了仿真和实验分析。
首先，建立了PMSM的仿真模型，并采用新型回馈控制策略进行仿真实验。
结果表明，该策略能够有效地提高能源利用效率，降低电机系统的能耗。
其次，进行了实际车辆的实验测试。
电动汽车驱动电机传动系统效率与功率匹配研究
电动汽车驱动电机传动系统效率与功率匹配研究电动汽车的驱动电机传动系统效率与功率匹配是电动汽车开发中的重要研究方向。
传动系统的功率匹配直接影响电动汽车整体的能量利用效率和行驶性能，提高传动系统效率和功率匹配是电动汽车发展的关键技术之一首先，电动汽车的驱动电机传动系统通常由电机、齿轮箱和传输系统组成。
传动系统的效率是指输入功率与输出功率之间的比值。
提高传动系统的效率可以减少能源损耗，延长电池续航里程。
而功率匹配则是指电动汽车驱动电机的输出功率与行驶需求之间的适配关系，即在不同行驶工况下，驱动电机应提供适当的功率以满足车辆的行驶需求。
为了提高传动系统的效率和功率匹配，可以采取以下策略：1.优化传动系统设计：传动系统的设计应充分考虑电机的工作特性和车辆的行驶需求，通过合理的齿轮传动比和传动组件的优化设计，提高整个系统的效率。
2.电机功率匹配控制：通过精确的电机功率控制，将电机的输出功率与车辆的行驶需求相匹配。
根据行驶工况的不同，调整电机的输出功率，使之处于最佳工作点，提高传动系统的效率。
3.能量回收系统的应用：电动汽车可以通过能量回收系统将制动能量转化为电能储存起来，然后在加速时利用储存的电能提供额外的驱动力，从而减少对电池的依赖，提高整体能量利用效率。
4.效率优化算法的研究：通过对电动汽车驱动系统的效率进行建模和分析，开发高效的优化算法。
利用这些算法可以实时监测和控制传动系统的性能，实现系统的自动优化。
总而言之，电动汽车驱动电机传动系统效率与功率匹配是电动汽车技术研究的重要内容。
通过优化传动系统设计、电机功率匹配控制、能量回收系统的应用以及效率优化算法的研发，可以提高传动系统的效率和功率匹配，进一步推动电动汽车的发展。
这对于提高电动汽车的续航里程和行驶性能，促进电动汽车的普及化具有重要的意义。
电机控制策略的优化研究
电机控制策略的优化研究在现代工业中，电机作为一种基础设备，广泛应用于各行各业。
电机控制策略的优化研究是提高电机运行效率和控制性能的关键。
本文将从多个角度对电机控制策略的优化进行综述和讨论。
一、电机控制策略简介电机控制策略是指通过控制电机输入信号，实现对电机运行状态和输出的精确控制。
常见的电机控制策略包括：恒速控制、矢量控制、直接转矩控制等。
不同的控制策略适用于不同的应用场景和电机类型。
通过优化电机控制策略，可以提高电机的效率、降低能耗并改善系统的性能。
二、电机控制策略的优化方法1. 参数优化方法参数优化是电机控制策略优化的基础。
通过调整电机控制器的参数，可以提高电机的响应速度、稳定性和输出性能。
常用的参数优化方法包括：试错法、自适应方法、模型识别方法等。
这些方法可以根据实际情况和需求，选择最佳的参数组合，从而实现电机的最优控制。
2. 能量优化方法能量优化是电机控制策略优化的重要方面。
通过合理地控制电机的输入信号和工作状态，可以降低电机的能耗，提高工作效率。
常见的能量优化方法包括：最大效率控制、变频控制、负载预测等。
这些方法可以有效减少电机的能耗，提高系统的能源利用率。
3. 响应优化方法响应优化是电机控制策略优化的关键环节。
通过优化电机的响应特性，可以提高电机的动态性能和控制精度。
常用的响应优化方法包括：优化控制器的结构和参数、采用预测控制方法、控制器的自适应调整等。
这些方法可以使电机在响应速度、精度和稳定性方面达到最佳效果。
三、电机控制策略的应用领域1. 工业自动化领域电机作为工业自动化中的重要设备，广泛应用于机械、仪器、能源等行业。
通过优化电机控制策略，可以提高生产效率、降低维护成本，并实现自动化控制。
2. 新能源领域电机在新能源领域中扮演重要角色，如风力发电、太阳能发电等。
通过优化电机控制策略，可以提高能源的利用效率，降低电网对于新能源的依赖。
3. 交通运输领域电机在交通运输领域具有广泛应用，如电动汽车、高铁等。
新能源汽车电机驱动系统的研究与开发
新能源汽车电机驱动系统的研究与开发随着环保主义的逐渐盛行，越来越多的人开始关注新能源汽车的开发和推广。
其中，电动汽车是最受欢迎的一种，因为它非常环保、节能，并且可以轻松充电。
但电动汽车的能量来源在于电池，这就需要更加先进和高效的电机驱动系统来实现车辆的高效运行。
本文将讨论新能源汽车电机驱动系统的研究与开发，并探讨这个领域面临的挑战和机遇。
一、电动汽车的电机驱动系统电动汽车的关键是电机驱动系统。
电机驱动系统通常包括电动机、电子控制器和电池组。
电动机是整个系统的核心，它将电能转化为机械能，用于驱动车辆。
电子控制器用来控制电动机的转速和扭矩，以及电池组与电机之间的能量转移。
电池组则用来储存能量，为电动车提供动力。
目前，电动汽车的电机驱动系统分为两种类型：交流电机和直流电机。
直流电机简单、易于控制，但效率不高；交流电机则更加高效，但成本较高。
近年来，随着磁性材料、电子元器件和嵌入式系统的不断发展，交流电机逐渐成为了电动汽车的主流。
二、电机驱动系统的研究进展在过去的十年里，电机驱动系统的研究取得了重大的进展。
主要包括以下几个方面：1、电机设计和优化电机的设计是电机驱动系统研究的关键。
新型电机需要具备高效、高性能、轻量和紧凑等特点。
随着电机技术的不断发展，越来越多的设计方法被提出，如基于有限元分析的电磁场模拟、基于优化算法的电磁参数设计等。
2、电力电子技术的应用电力电子技术是电机驱动系统的重要组成部分。
它通过变换电压和电流的方式，使电动机运行在最佳性能点。
近年来，随着工艺制造技术和电子元器件的不断改进，电力电子技术的应用也逐渐普及。
3、能量管理系统的优化能量管理系统是指在电池组与电机之间控制能量转移的系统。
能量管理系统的优化可以提高电动汽车的续航里程，并减少电池的损耗。
目前，能量管理系统的优化主要通过控制电机的转速和扭矩来实现。
三、新能源汽车电机驱动系统面临的挑战和机遇虽然新能源汽车电机驱动系统已经取得了重要进展，但仍然面临着许多挑战。
电动汽车电机驱动系统效率优化控制研究
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｅｆ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ
摘 要 ：基于感应电机损耗模 型的效率优 化控 制策略 易受参数 变化 的影 响 ，混合动 力车用 感应 电机参数 时变 性突
出 ，常常使电机不能运行在效率最优点。针 对这 一问题 ，设计 一个龙伯格 ． 滑模 观测器在线 辨识感应 电机模型参 数 ， 提出了基于参数在线估计的异步电动机效率优化控制策略。电机损 耗模 型参 数的在线辨识 ，极 大地提高效 率优化方 法对电机参数变化的鲁棒性。该方 法结 构简单 、可靠 ，对驱动 系统 内部 噪声 和大测量信 号扰 动有很强 的鲁棒性 ，并 易于工程实现。仿真结果 验证 了所 提方 法的有效性 。 关键词 ：混合动力汽车 ；感应 电机 ；损耗模 型 ；效率优化
第４ ６卷 第 ３期
２ ０１ ３拄
徽＇ Ｉ ｝ 机
ＭＩ ＣＲ ０Ｍ ＯＴ ＯＲＳ
Ｖｏ １ ． ４６． Ｎｏ ． ３ Ｍａ ｒ ． ２ ０１ ３
３月
电动 汽 车 电机 驱 动 系统 效 率优 化 控 制研 究
刘 艳 ，徐 春
（ 大连大学 信息工程学院 ，辽宁 大连 １ １ ６ ６ ２ ２ ）
ｉ ｎ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｖｅ ｈｉ ｃ ｌ
（Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ ， Ｄ ａ ｌ ｉ ａ ｎ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ １ １ ６ ６ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
电动汽车动力系统的优化控制研究
电动汽车动力系统的优化控制研究
随着科学技术的发展，电动汽车已经成为绿色环保的生活方式之一、
电动汽车的发展离不开动力系统的研发和优化控制。
在动力系统的优化控
制过程中，需要根据汽车的行驶需求，可靠地实现汽车动力的控制，保证
电动汽车达到安全性、经济性、可靠性和舒适性的需求。
首先，在电动汽车动力系统的优化控制中，智能控制和多变刹车系统
是重要的优化控制方法。
智能控制系统可以根据驾驶者的动作及行驶需求，实现对电动汽车的精细控制。
多变刹车系统可以根据路况及车辆动作，采
用车轮或全部车轮制动，根据路况及车辆行驶需求，实现车辆行驶安全及
舒适性的控制。
其次，电动汽车动力系统的优化控制还可以利用传动器技术来实现。
传动器技术可以将发动机的动力效率最大化，实现最佳供能模式，同时将
发动机最佳供能模式与对应的行驶条件相结合，通过优化传动比、行车参
数和发动机参数，实现最优的动力性能。
此外，智能集成控制技术也是电动汽车动力系统优化控制的重要手段。
电动汽车电机驱动控制策略
。通过改进电机设计、优化控制算法和采用先进的材料，可以进一步提
高电机的效率和可靠性。
02
多目标优化
未来的电机驱动控制策略将更加注重多目标优化。在满足基本性能要求
的同时，还需要考虑其他因素，如能源消耗、排放、噪音等，以实现更
全面的性能提升。
03
智能控制
智能控制策略将成为未来电机驱动控制的重要发展方向。利用人工智能
、机器学习等技术，可以实现自适应控制、预测控制和优化控制等先进
的控制策略，以满足日益复杂的应用需求。
智能控制策略的应用前景
故障诊断与预测
智能控制策略能够实时监测电机 的运行状态，并通过分析运行数 据预测可能的故障。这有助于提 前采取措施，避免故障发生，提 高电机的可靠性和使用寿命。
自适应控制
智能控制策略能够根据电机的运 行状态和外部环境的变化，自适 应地调整控制参数，以保证电机 的高效稳定运行。
电动汽车电机驱 动控制策略
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目录
• 电动汽车电机驱动系统概述 • 电机驱动控制策略基础 • 电机驱动控制策略的实现 • 电机驱动控制策略的优化 • 电机驱动控制策略的未来展望
01
电动汽车电机驱动系统概 述
电机驱动系统的组成与工作原理
电机驱动系统的组成
电机、控制器、传动系统、传感器与执行器等部分组成。
多电机协同控制技术
实现车辆的复杂运动学和动力学控制，提高 车辆的性能和安全性。
智能化与网络化技术
实现电机驱动系统的智能化与网络化，提高 系统的可靠性和安全性。
02
电机驱动控制策略基础
控制策略的概念与分类
控制策略
在电力电子变换器控制系统中，控制策略是决定功率变换器输出波形质量的关 键因素。
新能源汽车动力系统优化与控制技术研究
新能源汽车动力系统优化与控制技术研究随着全球对环境保护的呼声不断增加，传统燃油汽车逐渐被新能源汽车所取代。
新能源汽车动力系统的优化与控制技术是确保其高效稳定运行的关键。
本文针对新能源汽车动力系统优化与控制技术进行研究，分析其现状和发展趋势，探讨相关技术的创新与应用。
新能源汽车动力系统由电池（电动汽车）或燃料电池（燃料电池汽车）作为能源，通过控制器和驱动系统将能量转化为机械能，驱动车辆行驶。
动力系统的优化和控制技术直接影响着汽车的性能、效率和安全性。
因此，研究新能源汽车动力系统的优化与控制技术是当前的热点和难点问题。
首先，针对新能源汽车动力系统中最常见的电动汽车，我们需要对其动力系统进行优化。
一方面，电池管理系统（BMS）起着至关重要的作用，可以对电池进行精确的电量估计和状态监测，以提高电池的使用寿命和性能。
另一方面，电机的驱动控制也是优化动力系统的关键环节。
研究如何将电机的转矩与转速控制得更加精准、高效，提高驱动系统的响应速度和能量利用效率是当前的研究重点。
其次，对于燃料电池汽车，燃料电池的性能和寿命是优化和控制的重点。
燃料电池堆的运行温度、湿度和气体流量等参数对于燃料电池性能具有重要影响。
因此，研究如何优化燃料电池的控制策略，提高其输出电压稳定性和电化学能量转化效率，以延长燃料电池的使用寿命，是当前研究的热点之一。
另外，新能源汽车动力系统的优化与控制技术还需要考虑整车和动力系统之间的协同优化。
动力系统的优化不仅仅局限于单个组件，还需要考虑整车的需求，并通过智能化的控制算法实现动力系统的协同控制。
例如，利用车载传感器和智能控制算法，可以实现动力系统在不同驾驶工况下的优化策略，以提高车辆的整体性能和能源利用效率。
此外，新能源汽车动力系统的优化与控制技术还需要考虑安全和可靠性。
新能源汽车动力系统的高压电路和较高的能量密度使得其与传统汽车存在不同的安全风险。
因此，研究如何优化动力系统的安全控制策略，提高系统的安全性和可靠性，是当前研究的重要方向之一。
新能源汽车驱动电机控制系统算法优化
新能源汽车驱动电机控制系统算法优化随着环保观念的普及和国家政策的支持，新能源汽车成为未来发展趋势。
而作为新能源汽车的核心部件，驱动电机控制系统的优化也愈发显得至关重要。
针对这一问题，本文将从算法优化方面进行探讨。
一、控制系统概述驱动电机控制系统是指针对电动汽车的电机控制器进行调节和控制的一整套系统。
该系统包括多个子系统，如驱动电机、电池管理、动力电池控制等，这些子系统要协调配合完成电动汽车的动力输出、回收和存储等功能。
在控制系统中，驱动电机控制单元是最为重要的一部分。
它通过对电机转矩、转速、母线电压等参数的精确控制，保证电动汽车的正常工作。
二、驱动电机控制算法驱动电机控制算法是指电机控制器根据车载传感器采集的各种信息，使用各种控制算法计算出驱动电机的力矩命令和控制信号，以达到控制转矩、速度等的目的。
在电动汽车技术的发展过程中，针对不同驱动模式（如纯电和混合动力等）提出了不同的控制算法。
常见的控制算法有以下几种：1. SVM控制算法SVM控制算法通过计算控制信号的矢量和矢量的幅值大小，来实现对控制信号的高精度控制。
在SVM控制算法中，控制信号经分解后会产生多个矢量，通过比较这些矢量的幅值大小，可以选择合适的矢量进行控制，以达到更为准确的控制效果。
2. 直接扭矩控制算法直接扭矩控制算法是一种以功率为基础的控制算法，其关键在于通过扭矩命令来控制驱动电机产生的扭矩。
在直接扭矩控制算法中，电机转动的扭矩与控制电流成正比，因此控制电流越大，电机产生的扭矩也越大。
3. 曲线生成控制算法曲线生成控制算法是一种最常见的控制算法，它通过计算目标扭矩曲线和实际扭矩曲线的差异性，使驱动电机实现自适应控制，即在不同工况下能够产生适当的控制信号，以保持电动汽车的稳定性。
三、算法优化在控制算法应用中，我们需要考虑到指标的种类和量化方法。
常见的指标包括控制精度、动态性能、静态性能、驱动能效等等。
在电动汽车的实际应用场景中，需要针对不同的工况情况，对控制算法进行不同的优化。
新能源汽车与电机驱动控制技术研究
新能源汽车与电机驱动控制技术研究摘要：在现代化建设中，怎样才能在保护生态环境、节约能源消耗的同时，又能充分应用现代化科技已成为各行各业都要深入探究的课题。
在我国，新能源汽车已成为汽车行业下个阶段的发展重点。
为了加快研发纯电动汽车、油电混动汽车、燃料电池汽车，需要进一步研究电机驱动控制技术。
本文根据新能源汽车的发展状况，细致分析了新能源汽车中的电机驱动控制技术。
关键词：新能源汽车；电机驱动；控制；技术；研究传统汽车因过度依赖石油资源，已经导致尾气排放大量超标，对生态环境造成严重污染，石油资源短缺。
因此，要通过不断发展科技，有效利用资源开发出代替传统燃料的清洁能源，改善城市交通能源，这已成为现代化建设中的必经之路。
在此阶段，要将汽车所用能源从石化燃料转换成低碳环保的可再生能源，充分利用生物燃料、氢能源、电能源，以解决汽车传统燃料消耗问题，不仅能够大量节约石化燃料，同时使汽车能源具有多样化。
在这个过程中，为了大大提高汽车系统核心的运转效率，就要将新能源汽车的设计中融入电力驱动控制技术和电力驱动控制系统，推动电力技术被广泛应用。
一、新能源汽车的发展现状和未来规划（一）外国新能源汽车的发展近几年，新能源汽车的快速发展，引起了全世界人们的关注。
在欧洲、北美、日韩等发达国家，为了完善国内经济体制构造，推动新能源交通发展，给汽车行业的未来打下良好的基础，先后制定了关于新能源汽车的研发方案。
在资金和技术上，出台了相关支持政策。
现阶段，新能源汽车技术主要包括混合动力汽车和燃料电池汽车。
在汽车市场上各种类型的电动汽车、油电混合汽车已累计销售百万余辆，例如，丰田、本田、大众、雷诺等大批汽车公司都在深入研发新能源汽车。
以交互式设计理念创造的特斯拉纯电动汽车，在技术上已逐渐成熟，研发出多款汽车，已成为新能源汽车领域的一面旗帜。
（二）我国新能源汽车的发展纵观我国在新能源汽车领域的发展状况，面临着比发达国家更为严峻的挑战。
近些年，我国现代化社会经济飞速发展，在基础设施建设领域获得了巨大的成绩。
新能源汽车电机控制系统的优化与改进
新能源汽车电机控制系统的优化与改进随着环境保护意识的增强和汽车产业的发展，新能源汽车正逐渐成为人们关注的焦点。
新能源汽车的核心部件之一是电机控制系统，其在电动汽车的性能和效能方面起着至关重要的作用。
本文将探讨新能源汽车电机控制系统的优化与改进。
一、电机控制系统的基本原理电机控制系统是新能源汽车的“大脑”，通过控制电机的功率、转矩和速度等参数，实现对车辆的驱动和操控。
电机控制系统一般由控制器、传感器和执行器等多个组成部分组成。
1. 控制器：控制器是电机控制系统的核心，通过对电机的电流和电压进行控制，实现对电机的启停、转向和调速等功能。
目前，大部分新能源汽车采用的是直流控制器或交流控制器。
2. 传感器：传感器负责感知车辆的状态和环境信息，将其转化为电信号，供控制器进行分析和处理。
常用的传感器包括转速传感器、温度传感器和位置传感器等。
3. 执行器：执行器指的是电机控制系统中的实际执行器件，如电机驱动器、换向器和传动装置等。
这些装置通过控制器的指令，驱动电机完成具体的动力输出。
二、电机控制系统的优化策略与方法为了提高新能源汽车的性能和效能，以下是几种常用的电机控制系统优化策略和方法：1. 提高电机效率：电机效率直接关系到新能源汽车的续航里程和能源利用率。
通过优化电机的磁路设计、改进电机绕组结构和提高电机的损耗降低，可以有效提高电机的效率。
2. 优化控制算法：控制算法是电机控制系统的核心，直接影响到电机的响应速度和控制精度。
采用先进的控制算法，如矢量控制和最优功率跟踪，可以提高电机控制系统的性能和效率。
3. 能量回收与储存：新能源汽车电机在制动和减速时会产生大量的反馈能量，通过合理的能量回收和储存系统，如动能回收制动系统和超级电容器等，可以将这部分能量储存起来，提高车辆的能源利用效率。
4. 强化故障诊断与故障处理能力：电机控制系统的故障诊断与故障处理能力是保证车辆安全和可靠性的重要方面。
优化故障诊断算法和加强故障自动处理能力，可以提高电机控制系统的故障处理能力，减少故障对车辆性能的影响。
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化
浅谈增程式电动汽车动力系统控制策略优化【摘要】本文旨在探讨增程式电动汽车动力系统控制策略优化的相关问题。
在分析了研究背景和研究意义，指出了对该领域的重要性。
接着在详细介绍了增程式电动汽车动力系统的概述，并探讨了动力系统控制策略优化方法、能量管理策略优化以及车辆动力系统整体优化的途径。
通过案例分析对增程式电动汽车动力系统控制策略优化进行深入探讨。
在总结了增程式电动汽车动力系统控制策略优化的意义，并展望未来研究方向。
本文旨在为增程式电动汽车动力系统控制策略优化提供理论支持和实践指导，为相关领域的研究和发展提供借鉴。
【关键词】增程式电动汽车、动力系统、控制策略、优化、能量管理、整体优化、案例分析、意义、展望1. 引言1.1 研究背景在增程式电动汽车的动力系统中，动力系统控制策略的优化是至关重要的一环。
优化的控制策略可以有效提高车辆的动力性能，降低能量消耗，延长电池寿命，提升整车的性能表现和用户体验。
对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化研究具有重要的理论意义和实践价值。
我国正处于能源资源短缺和环境污染严重的阶段，发展增程式电动汽车是我国汽车产业转型升级的重要方向。
深入研究增程式电动汽车动力系统控制策略的优化，为我国增程式电动汽车产业的发展提供技术支持和理论指导，具有重要的现实意义和社会意义。
1.2 研究意义增程式电动汽车是一种将传统内燃机与电动机组合的混合动力系统，具有较高的能效和环保性能。
在当前环境污染日益加重的背景下，增程式电动汽车的使用具有重要的意义。
控制策略是增程式电动汽车动力系统中至关重要的组成部分，直接影响到车辆的性能、能效以及驾驶体验。
优化增程式电动汽车动力系统的控制策略，不仅可以提高车辆的燃油利用率和行驶性能，还可以减少尾气排放，降低对环境的污染。
通过研究和优化动力系统的控制策略，可以实现车辆动力的智能管理和优化调度，使车辆更加高效稳定地运行。
对增程式电动汽车动力系统控制策略的优化研究，还可以为相关领域提供技术支持和参考，推动电动汽车技术的发展和进步。
新能源汽车驱动系统的性能优化及控制策略研究
新能源汽车驱动系统的性能优化及控制策略研究随着环境保护意识的不断加强和非化石能源的重视，新能源汽车作为一种革新性的出租技术正在逐渐成为人们的关注焦点。
其中，驱动系统的性能优化及控制策略研究是新能源汽车研究的一个重要方向。
一、新能源汽车驱动系统的性能优化1. 电机的设计电机是新能源汽车驱动系统的核心部件，其性能的优化对于新能源汽车整体的性能有着非常重要的影响。
在电机的设计阶段，首先需要考虑的是电机的尺寸和重量。
通常情况下，电机的尺寸越小、重量越轻，电动汽车的性能越好。
因此，电机的设计需要遵循尽可能小的尺寸和重量原则。
此外，电机的寿命也是需要重视的。
在电机的设计中，应该考虑电机的耐用性，以保证电动汽车的长期使用。
2. 能量管理及传输能量管理及传输主要指的是对新能源汽车电池的管理和电池能量的传输。
新能源汽车依靠电池作为动力源，因此，电池的管理和电池能量的传输是非常关键的。
针对这个问题，传统的方法是采用 BMS 模块进行电池管理，但是，BMS 模块的实现难度较大，电池管理的效果也不是很好。
现在，一些研究者已经开始研究电池的自适应管理方法，将其应用到新能源汽车中。
同时，关于电池能量的传输问题，研究者们也在寻找更好的解决方法。
传统的传输方式是采用有线传输，但是有线传输存在诸多问题，例如传输距离和传输速度受限。
因此，近年来研究者们开始关注无线传输技术，将其应用到新能源汽车驱动系统中，以达到更好的效果。
二、新能源汽车驱动系统的控制策略研究1. 控制策略的种类在新能源汽车驱动系统中，控制策略的种类非常丰富。
其中，最常见的控制策略有PI 控制器、PWM 控制器和全桥变换控制器。
这些控制策略的性能各有所长，应该根据不同的实际需求选择合适的控制策略。
例如，PI 控制器简单易用，适用于控制简单的电路。
PWM 控制器可通过调节占空比来控制电机的转速，适用于大多数电机控制场景。
全桥变换控制器是强化型PWM 控制器的一种，适用于对电机控制效果要求更高的场景。
电动汽车电机驱动系统效率优化控制
电动汽 车 以能 源利 用率 高 、 环境 பைடு நூலகம்染 小 、 噪音 低 等
优 点得 到广 泛关 注 。 电机驱 动技 术 和 电池 技 术是 电动
小， 但 系统结 构 复杂 ， 在一 定程 度上 影 响 了系统 的 响应
速度 。文献 ［ ４～ ６ ］ 建立 了电机 的损耗模型 ， 通过数学
方 法 求得 最小 损 耗 下 的 最 优 磁链 值 ， 从 而达 到降 低 系 统损 耗 的 目的 ， 但 由于 电动汽 车运 行工况 复 杂 ， 起 动 加 速度 频繁 ， 造 成 电机参 数 变化 大 ， 使 得损 耗模 型 下 的最 优 直 轴 电流 和最优 磁链 难 以准 确计算 Ｊ 。
ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｌ ｏ ｓ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｐ ＭＳ Ｍ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｌ ｏ ｓ ｓ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｌｕ ｆ ｘ ｌ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｉ ｓ ｄ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｆ ｌ ｕ ｘ ｉ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ． Ａ ｓ ｔ ａ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍｅ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｔ
Ｅｆ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎｃ ｙ Ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ＥＶ． ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
电动汽车驱动电机技术的优化与发展
电动汽车驱动电机技术的优化与发展电动汽车的出现为解决环境污染和能源危机提供了新的希望，而其中起关键作用的便是驱动电机技术。
驱动电机直接影响电动汽车的动力性、续航里程和使用体验，因此其优化与发展是电动汽车行业的核心竞争力所在。
一、电动汽车驱动电机技术的演进历程20世纪90年代，电动汽车驱动电机主要采用直流电机，但由于其结构复杂、维护成本高、能效低等问题，导致市场需求不够强烈。
随着技术的发展，交流电机逐渐成为主流。
交流电机具有结构简单、效率高、噪音小等优势，逐步替代了直流电机。
然而，交流电机转速范围较窄，难以满足电动汽车高速巡航和加速的需求，因此在控制方面仍然存在挑战。
随着新兴技术的不断涌现，永磁同步电机和感应电机逐步成为了备受关注的技术方向。
永磁同步电机具有能效高、起动扭矩大、响应快等优势，成为新一代驱动电机的主流选择。
感应电机虽然能效相对较低，但具有结构简单、维护成本低等优点，适用于中低速驱动场景。
此外，发展趋势还包括：全球最快电机（该电机限制在3,000转/分以下的低转速范围内工作，但速度却高于所有其他单电机车型）、轮毂电机等方向。
这些技术研究和应用的不断深入，大大推动了电动汽车驱动电机技术的演进和创新。
二、电动汽车驱动电机技术的优化策略1.提高能效通过提高电机的能效，可以在不增加电池容量的情况下提高续航里程。
此外，在驱动电机的换热、轮胎滚动阻力、空气阻力等方面也可以优化，从而提升整车能效。
2.降低成本驱动电机的成本在一定程度上影响电动汽车的售价、市场占有率和商业竞争力。
因此，降低电机的材料成本、研发成本、生产成本和维护成本等都是优化策略的重点。
3.提高耐久性驱动电机的耐久性直接影响电动汽车的使用寿命。
通过优化电机的结构和材料、降低损耗、防止高温和异物、加强润滑等手段，可以延长电机寿命，提高电动汽车的可靠性和持久性。
三、电动汽车驱动电机技术的未来发展方向1.重点解决高速性能为满足高速巡航和加速的需求，在高速驱动领域，需要着力解决电机转速范围较窄、噪音较大、转矩下降快等问题，提高电机的响应速度、功率密度和效率，为电动汽车提供更加优秀的动力系统。
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Efficiency Optimization Control Strategy of Motor Drives for Electric Vehicles
Li Ke Cui Naxin Wu Jian Shi Qingsheng (School of Control science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061,China)
要想提高电机效率，首先就要尽量减少电机的 损耗。感应电动机损耗由铜损、铁损、机械损耗和 杂散损耗等四部分组成。在这些损耗中，机械损耗 和杂散损耗一般占总损耗的 20%左右，其建模非常 困难；铜损和铁损则与磁场、转速和负载大小有关，
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2006 年第 3 期
研究与开发
是可控的，大约占总损耗的 80%，对感应电动机效 率优化通常以这部分可控损耗为主要研究对象。其 中，铁损包括涡流损耗和磁滞损耗两部分，与电机 铁心的结构参数、电压频率和磁通密度以及负载有 关，严重影响系统的效率。如前所述，在等效电路
Abstract The efficiency optimization control strategy of electric vehicle drove by induction motor(IM) was studied for the motor’s notorious poor efficiency under light load. In this paper, a structure diagram of the induction motor in an arbitrary synchronously rotating frame of reference according to motor theory including iron loss is proposed at first, then the losses of induction motor in operation is discussed and an efficiency optimization control strategy of IM driving system based on loss model is proposed. Experimental results show that the proposed control strategy improves the motor efficiency markedly and has simple structure, fast optimization speed, small torque and flux fluctuation. Provide a sound solution for the electric vehicle propulsion system.LlrωsψqrRr
ids Uds
pψds
ω1ψqm idfe
Rfe
Lm idm
pψdr
Idr Udr
Rs Iqs Uqs
ω1ψds
Lls
pψqs
ω1ψdm iqfe
Rfe
Llr
ωsψdr
Lm iqm
pψqr
Rr Iqr
Uqr
图 1 考虑铁损时同步旋转坐标系下感应动电机 dq 轴等效电路
图中，Rs、Rr、Rfe 分别为定、转子及铁损等效 电阻；Lls、Llr 为定、转子漏感；Lm 为定、转子间互 感；np 为电机极对数；Uds、Uqs、Udr、Uqr、Ids、Iqs、 Idr、Iqr 分别为定、转子 d、q 轴电压（对于鼠笼机， Udr=Uqr=0）、电流；Idfe、Iqfe、Idm、Iqm 分别为 d、q 轴铁损等效绕组电流和励磁电流；ω1、ωs、ωr 分别 为电机同步、转差、转子角频率；ψds、ψqs、ψdr、 ψqr、ψdm、ψqm 分别为 d、q 轴定、转子及主磁链。
Rs
Rs
中用一电阻 Rfe 表示，Rfe 除了受温度及集肤效应影 响外，主要受电源频率影响，所以，Rfe 在变频驱动 调速系统中，不是常数，但为讨论方便，在此仍假
设其为一固定值进行损耗分析。
ω1ψds
ωsψdr
Rr
ids Uds
Iqs
Lm
Uqs
ω1ψdm Iqfe
Rfe
Iqr Lm Iqm
图 2 考虑铁损时同步旋转坐标系下感应电动机 dq 轴简化等效电路
能的优劣。目前已生产的电动汽车中使用的电机 有：直流电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电 动机及感应电动机等。感应电动机以其体积小、 重量轻、成本低、坚固耐用免维护等优点，在电 动汽车传动系统中得到了广泛的应用。采用感应 电动机的电动汽车电驱动系统广泛应用磁场定向 矢量控制的控制策略。标准的矢量控制方法，在 基 速 下 保 持 电 机 的 磁 通 水 平 恒 定 ，然 而 在 轻 载 时 ， 系统运行在额定磁通会引起过度的铁心损耗，电 机效率降低，影响电驱动系统的综合效率，也就 是说性能卓越的矢量控制变频驱动系统在效率方 面并不是最优的。电动汽车常常会运行于轻载情
Rs
ω1ψqs
Lls
2 考虑铁损的感应电动机等效电路
在建立感应电动机动态数学模型时，为了便于 分析，通常将电机的铁损忽略，这样的模型在一般 的问题分析中已经足够精确。然而在电动机运行中， 铁损是真实存在的，而且对电机控制性能有一定影 响[9]，尤其是在进行效率分析时，该损耗不能忽略。 在电动机动态模型中考虑铁损，方法是根据其产生 机理，将铁损用一等效电阻的损耗来表示。对于感 应电动机，转子绕组中的铁损很小，可以忽略，所 以只在定子绕组上添加铁损等效电阻。根据交流电 机理论，三相感应电动机可通过坐标变换等效成同 步旋转坐标系 dq 轴上的两相电机模型，相比常规采 用的 dq 轴电机模型，定子上增加了两个铁损等效绕 组，由此可以得到如图 1 所示的考虑铁损的感应电 动机在同步旋转坐标系 dq 轴下的等效电路，为下一 步基于损耗模型的效率优化控制策略提供依据。
研究与开发
电动汽车驱动电机效率 优化控制策略研究
李 珂 崔纳新 吴 剑 石庆升
（山东大学控制科学与工程学院 济南 250061）
摘要 针对电动汽车感应电动机变频驱动系统存在的轻载低效问题，研究了其效率优化控制策 略。首先根据交流电机理论，给出了同步旋转坐标系下考虑铁损的感应电动机等效电路，然后在分 析电动机损耗的基础上，给出了一种基于损耗模型的感应电动机变频驱动系统效率优化控制策略。 实验结果表明，该感应电动机效率优化控制策略节能效果明显，且具有结构简单、寻优速度快，转 矩和磁链波动小等优点，为电动汽车驱动系统的高效运行提供了有效途径。
Keywords: electric vehicle (EV) induction motor (IM) efficiency loss model
1 引言
现代电动汽车融合了电力电子、机械、控制、 材料、化工等诸多方面高新技术，对能源安全和 环保有重要意义，是 21 世纪极具市场潜力的“绿 色 ”产 业 [ 1 ][2 ]。续 驶 里 程 不 足 仍 然 是 制 约 电 动 汽 车 商 业 化 发 展 的 主 要 瓶 颈 [ 3]，为 了 解 决 这 个 问 题 ，一 方面必须开发能量密度高的电池；另一方面，必 须极大限度地提高驱动系统的效率，有效地利用 有限的能量。作为能量存储系统与车轮之间的纽 带，电驱动系统是电动汽车的心脏，它由电动机、 功率变换器和电子控制器等组成，决定了整车性
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研究与开发
况下，应采取效率优化措施，提高驱动系统的效 率，以延长电动汽车的续驶里程。
变频驱动感应电动机效率优化控制已经引起国 内外学者的广泛关注[4-8]，现有的方法大致分为四种 类型：基于简单状态变量的效率优化控制（SSC）； 基于搜索法的效率优化控制（SC）；基于电机损耗模 型的效率优化控制（LMC）；以及以上几种法结合的 基于混合控制器的优化控制（HC）。本文从简化转 子磁场定向的感应电动机等效电路入手，通过分析 感应电动机损耗，给出了一种基于损耗模型的感应 电动机变频驱动系统效率优化控制策略，该控制策 略根据负载和转速确定矢量控制磁通水平，达到节 能的效果。实验结果表明该控制策略节能效果明显， 且具有结构简单、寻优速度快，转矩和磁链波动小 等优点，为电动汽车驱动系统的高效运行提供了有 效途径。
（5）
铁损为：
( ) Pfe
=
ω12ψ
2 r
Rfe
=
ωr + ωs
ψ2
2r
Rfe
将（3）式代入，得，
Pfe
=
ωr2ψ
2 r
Rfe
+
Te2 Rr2
np2ψ
2 r
Rfe
+
2ωrTe Rr Rfe np
（6）
总损耗为。
( ) Ploss = Pcus + Pcur + Pfe =
id2s + iq2s
Rs
+
Rs
+
Rr2 Rfe
⎞ ⎟ ⎠
（10）
把最优磁链用三维曲面表示，如图 4。 在只考虑可控损耗的情况下，定义异步电动机 的效率为：
η = ωrTe （11） ωrT + Ploss
图 5 分别给出了标准矢量控制和采用本文所述 方法的电动机效率曲面。从图中可以看出，采用效 率优化控制后轻载时的效率提高非常明显，但同时 也注意到，低速情况下效率提升是非常有限的。
nN=2800r/min，额定电流 iN=1.7A，np=1，Rs=24.6Ω， Rr=16.1Ω，Rfe=3000Ω，Lm=0.97H，Lls=0.02H，Llr=0.02H， J=3.5×10-4kg·m2。DSP 通过 RS-232 接口与 PC 机通讯，