对于新能源汽车与电机驱动控制技术研究-第1篇.docx

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佟钦智
摘要:各个城市经济快速发展,汽车已经成为了人们出行的一种重要交通方式。传统形式下依赖汽油和柴油,不可避免的会对城市环境造成污染,不利于实现可持续发展目标。近年来,新能源汽车大范围推广,主要就是因为其能够在满足人们日常出行需求的基础上,有效降低环境污染程度。对于新能源汽车而言,能够有效的减少汽油等一些不可再生能源的应用,进而将天然气和太阳能等作为动力,从而为后续实现零污染和零排放目标创造条件。不得否认于新能源汽车相关的一些技术,仍然具有较大的空间,为了能够最大程度上满足新能源汽车驾驶要求,就要对电气驱动控制技术进行深入研究,进而为后续推动我国新能源汽车行业发展提供技术支持。
Key:新能源汽车;电机驱动;控制技术;环境污染
引言
对于电子技术而言,其实际上是汽车控制过程中应用的一种核心技术,新能源汽车想要发展创新,电机驱动控制技术就要充分发挥功能作用。人们在驾驶新能源汽车期间,非常注重新能源汽车质量和安全,为了能够进一步扩大新能源汽车应用范围,就要将其各个方面的技术研究工作落实到实处。正是在新能源汽车技术不足的影响下,我国现阶段仍然有一部分新能源汽车将新能源和柴油、汽油方式进行结合使用,以此来为汽车提供相应的动力。通过对电机驱动系统进行细致分析,能够发现其是新能源汽车较为关键的一个部件,良好性能的电机驱动系统,有助于提升汽车企业的核心竞争力,其与的新能源汽车的质量和驾驶效率具有紧密关联。本文从新能源汽车具体介绍入手,结合新能源汽车发展现状展开阐述,针对电机驱动控制技术应用要点等多项内容进行深入探讨。
1新能源汽车简介
对新能源汽车整体动力结构进行细致分析,就会发现其主要就是将太阳能、电能、天然气等多种环保型的能源作为动力;将其与传统形式下的以汽油和柴油为动力源的汽车进行比较,在实际驾驶新能源汽车期间,具体排放的污染物会更少一些,有助于降低环境污染程度。人们对新能源汽车高效使用,甚至也能降低我国整体对石油类等多种不可再生资源的依赖程度,进而就会达到缓解石油使用压力。
不仅仅是我国在石油使用方面存在压力,其他国家的石油资源也逐步呈现出紧缺的问题。在此种状况下,新能源汽车的研发和使用备受关注。为了能够呼吁更多人使用新能源汽车、为了能够提升新能源汽车发展速度,在政策方面给予
了重要支持,如财政优惠政策、新能源汽车交通管制政策等。以美国为首的一些发达国家,其在新能源汽车开发和技术研究发面,都要优于我国新能源汽车领域。基于此,为了能够缩小与这些国家在新能源汽车领域的存在的差距,我国就已经在“十一五”计划中,提出了“863”计划节能、新能源汽车项目相关内容,进而引导我国新能源汽车领域,制定“三横三纵”研究与发展方案,进而为后续全面提升新能源汽车利用率、加深新能源汽车技术研究深度等提供基础性依据。
对于新能源汽车而言,其具有科学合理性的科学构造,这样就能够使新能源汽车的燃效消耗效率会更高、汽车使用年限也会更长。考虑到新能源汽车主要对太阳能、天然汽等能源进行应用,所以其对环境造成的污染也会更小一些,甚至在实际驾驶期间也具有噪音小和安全性能强的特征。正是因为新能源汽车各个方面的性能存在优势,所以其比受欢迎。除此之外,新能源汽车也存在一些不足,具体体现在技术受限这一方面。我国新能源汽车技术存在不完善的问题,如缺乏较强的动力型、运行持久性比较低、在能源添加存在较强的复杂性和繁琐性、在后期对新能源汽车进行维护和保养时对技术具有较高要求等。
2新能源汽车发展现状

在新能源汽车研究工作中投入了大量的时间和精力,全世界范围内都非常注重新能源汽车的应用。像北美和日韩等多个国家,都非常注重清洁能源交通能力的提升,主要就是希望以此来不断优化汽车行业整体经济体制结构,甚至也以此来为后续国家能源实现战略目标、推动汽车行业长远发展拓宽渠道。在此种状况下,这些国家就设定了与新能源汽车相关的各类专项计划。如果从资金技
术方面进行分析,就会发现在此方面给予了相应的政策支持。现阶段的新能源技术汽车,是以混合动力汽车、燃料电池汽车为主。
比方说以混合动力汽车为为例进行分析,就会发现在乘用市场中纯电动、混合电动汽车等使用量都已经超过了百万辆,像丰田和本田等多个知名度比较高的汽车,都非常注重新能源汽车的研发。其中最具有代表性的就是“特斯拉”纯电动汽车,其技术正在逐步向完善化方向转变,不仅推出了多款不同类型的汽车,也在交互式设计理念、跨界思维的印象下完成了新型特斯拉汽车的创造,现阶段其已经成为了新能源汽车的品牌代表。

对于我国而言,在新能源汽车行业中相比较西方发达国家而言,面临着更加严峻的挑战,但是随着我国经济和技术水平的不断提升,新能源汽车领域在基础建设环节中也取得了较为显著的成就。人们在生活中越来越注重生活质量,为了能够降低汽车对城市环境的污染程度,就要着重开展汽车工业技术创新工作。通过此项工作来大范围的普及新能源汽车,进而最大程度上满足国民需求。除此之外,在“清洁汽车行动”的号召下,在我国有越来越多的民族汽车企业,也在积极参与新能源汽车研发工作,如红旗、长城等多个汽车品牌,也在独立设计和生产纯电汽车、混动乘用车,为推动我国新能源汽车行业的发展做出了巨大贡献。在新能源汽车转型发展过程中,“产学研合作机制”被充分应用,主要就是在我国各大高效、汽车企业进行合作期间发挥着重要作用。在技术和政策的支持下,我国清洁能源汽车目前已经逐步进入到了家用和民用领域,不仅为人们出行提供了诸多便利,也为落实生态环境保护工作提供了保障。

大部分的发达国家,都在积极鼓励人们购买新能源汽车,在此期间主要就是对以下几种重要方式进行应用。
一是制定并颁布具有激励性的财政性税收政,以此来为合法纳税人在购买新能源汽车时给予相应的补贴。在强制性技术法规具有一定的限制作用,如主要就是限制汽车的排放量。对于排放量比较小的汽车而言,一旦无法适应市场需求,人们就会选择经济性更强的微小型新能源汽车。二是为新能源汽车技术研究、试实验运行提供了充足的资助支持。主要就是考虑到近年来石油使用压力逐步加大,为了能够进一步提升子汽车产业在社会整体中的竞争力,就要将能源改革工作落实到实处,在全面提升新能源技术研究水平的基础上,实现提升客户粘性和需求度的目标。三是国家对电动汽车成本等多个方面,具有一定比例的补贴,这样人们在购买汽车期间,就会着重考虑新能源汽车。
“863”计划
我国综合国力显著提升,汽车产业为了能够在市场中占据重要地位,也在大力研究新能源汽车。加之,在现代化下非常注重节能环保工作,无形中对新能源汽车产业的发展提出了严格要求,因此就在十一五计划中设立了863节能与新能源汽车等重大项目。核心内容就是在将燃料电池汽车、混合动力汽车、纯动电力汽车系统等多项技术平台的基础上,对燃料电池、动力蓄电池、电驱动系统技术进行充分利用,进而来构成“三横三”计划。在我国各个城市落实这一关键计划来推动新能源产业发展,就要积极构建与新能源汽车系统相关的各项指导纲要。不仅如此,也要全面结合动力系统技术平台中,实际涉及到的多个而不同的研究方向,细致分析和深入研究新能源汽车产业各项内容[1]。在此
期间,技术研究工作至关重要,比方说动力蓄电池、电机驱动控制技术等研究工作就不能忽视。
3新能源汽车中的电机驱动控制技术
对于新能源汽车行业而言,在实际落实发展创新工作期间,电机驱动控制技术研究工作发挥着不可替代的作用。新能源汽车所应用的电机,具有瞬时功率大、过载能力强、加速性、使用寿命长的特点。这就要求电机的调速范围大,需要横转扭曲速度运行期间,设置较大的转矩,做好这项工作就能后满足汽车在启动、爬坡期间的各项需求;保证横功率区低转扭矩时获取更高的速度,从而就能够使新能源汽车在平坦路面上,进行高速行駛。此外,能量回收和回馈给蓄电池系统较为完善,这也是目前新能源汽车能够提升能量利用率的一个显著优势。对于驱动电机而言,需要具备较强的可靠性,主要就是对驾驶新能源汽车提供安全保障。这就要在前期设计期间,保证新能源电机性能,即便是比较恶劣的环境下,也要保证其能够长时间稳定运行;并且要降低噪音,同时也要保证在后期对电机进行维修时,具有方便的特点。

通过对直流电动机驱动系统进行研究,能够发现其实际上就是早期研究期间,使用率较高的一种驱动技术。在还没将可控硅整流器研发出来之前,在实际对电动汽车的速度进行控制控制期间,主要就是通过对具有机械式特征的开关进行应用,在改变蓄电池串联个数的同时,完成电动电枢电压调节工作。不得否认,此种调速方式属于有机调速的范畴,具有效率低和可靠性差的问题,甚至在实际驾驶汽车期间还会产生顿挫感。但是在研制出可控硅整流器之后,新能源球车的驱动电机、控制系统,就已经升级到了PWM调制的直流斩控制形式,
该系统充分发挥控制作用,能够打破之前有机调速的限制;但是对于直流电机而言其也具有效率低的特征,这就要及时更换其内部的相关元器件,甚至在对换向器和电刷等器件进行维护期间,就会增加新能源汽车的具体运营成本。如表一所示,将直流电机的各项参数展现出来,能够发现其具有成本低和控制难度低的特征。

将开关磁阻电机与其他种类的电机进行对比,其具有较强的创新性,具有结构简单、电机效率高的特征。比方说其电机能够超过90%,具体的转速在每分钟内能够超过15000转。通过对开关磁阻电机的实际运转状况进行分析,能够发转矩转速特性非常显著,具体表现为即便是在较宽的转速范围范围内,电机的转矩和速度都能被有效控制。在实际进入到作业状态之后,能够获取比较高的转矩,甚至也具有比较低的启动功率。虽然开关磁阻电机有多项优势,但是也存在一定的弊端,如在运转过程中壮举的脉动会比较大,这样就会产生较大的噪音;将其与同功率的异步电机的体积进行对比,其体积会比较大;控制系统具有较强的复杂性,进而就会整体布局、控制精度等提出更加严格的要求。

细致分析交流异步电机结构,其内部的转子都是以笼形结构为主,并且还会在其上镶嵌三项绕组。在新能源汽车对交流异步电机进行应用,电机的转子都会以应用空心结构为主,其具有的简单牢固、不需要维护、成本低的特征。因此,新能源汽车对交流异步电机进行应用,实际上是突破技术的一项重要表现,主要就是因为其在缩小电机体积、提升功率、节省成本等多个方面都提供了重要保障。

随着新能源汽车领域的发展,无形中对其电机驱动控制技术提出了严格要求。基于此,将永磁同步电机驱动系统(如图一所示),应用在新能源汽车研发和设计工作中,这是目前满足设计和应用要求的必然选择[2]。主要就是考虑到其能够超过95%的利用效率,甚至其体积会更小,重量也会更轻一些;不具备直流电机换向器和电刷的缺点,同时也没有开关磁阻电机噪音大和脉冲大的弊端。如果从全面世界的角度进行分析,会有多个不同的汽车品牌的新能能源汽车,都会对永磁同步电机驱动系统进行应用,在其内部结构中,主要就是由电机、转子位置传感器共同组合而成,具有较高的简单性,主要被分为内、外转子两种重要类型。
一是内转子结构。通常状况下,内转子结构都会应用在汽车车轮轮毂的内部,以此来达到轮驱驱动的目的。但是其需要多台大发电机在此期间进行同步运作。在这种状况下,可以将传动系统取消,不仅能够使新能源汽车的整体结构变得更加简单,也能使汽车向轻量化方向转变。此外,内转子结构充分发挥功能作用,也能减少机械对其的磨损程度,甚至在降低噪音和提升新能源汽车运行可靠性方面,具有重要帮助。二是外转子结构下的永磁同步电机,在设计将其应用在系能源汽车中时,基本上都是应用在汽车发动机变速箱之间的位置上,其要求电机的具体体量要更薄一些,这样就能够精准有效的对其进行固定。
结束语:
综上所述,新能源汽车是现代化社会下,满足节约绿色环保要求的一种重要汽车。为了能够全面推行绿色环保和可持续发展理念,就要在各个城市大范围的