电动汽车驱动电机控制系统电路设计①

王进升，郑诗程，余畅舟，王庆龙

(1.安徽工业大学电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243032；2.合肥学院自动化系，安徽 合肥 230601)

0 引 言

汽车作为现代科技的产物赋予了人们生活极大的便利，伴随着环境污染、温室效应、不可再生能源的日益枯竭、全球能源危机等问题的不断加剧，百年后今天电动汽车再次成为人们关注的热点[1]。电动汽车是以车载电源为动力配合电机以驱动车轮行驶，符合国家道路交通、安全法规要求的车辆。相比于传统内燃机汽车，电动汽车因具有少污染、节能、低噪音、能源形式多样化等优势，而获得广泛关注[2,3]。当前电动汽车主要有3种类型：纯电动汽车(Battery Electric Vehicle，BEV)、混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)和燃料电池汽车(Fuel Cell Vehicle，FCEV)[4]。其主要由电驱动及其控制系统、机械传动系统、实现有关功能的辅助系统组成[5]。拟针对其核心电驱动电路进行设计。

电动汽车的电驱动系统又由电源、驱动控制器、驱动电机等三部分组成。电动汽车用驱动电机主要有直流有刷电动机(DCM)、异步电机(IM)、永磁无刷电机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)四种。其中，异步电机因其具有结构简单、价格低、体积小、高可靠性、低转矩脉动、低噪声、维护方便等众多优点使得其在电动汽车上获得广泛应用[6]。

驱动电机控制系统包括软硬件两部分。其中，硬件电路主要由驱动单位及其控制器组成。驱动单元将电池中储存的电能转变为可驱动电机使用的电能，常见的驱动单元拓扑为电压源型三相变换桥；控制器则实现驱动电机的多种控制策略的实现，如矢量控制、V/F控制、直接转矩控制、模型预测控制等。……