1、電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)控制電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)控制揚州大學(xué)機械學(xué)院揚州大學(xué)機械學(xué)院制作人：蔣錚制作人：蔣錚校對人：郝飛校對人：郝飛演講人：耿龍偉演講人：耿龍偉導(dǎo)師：秦永法副教授導(dǎo)師：秦永法副教授Page 2內(nèi)容摘要內(nèi)容摘要一、電動汽車概述一、電動汽車概述二、電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式二、電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式三、電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)三、電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)Page 3電動汽車概述電動汽車概述 一、電動汽車概述一、電動汽車概述 1 1、燃油汽車面臨的問題、燃油汽車面臨的問題 2 2、電動汽車國內(nèi)外發(fā)展概況、電動汽車國內(nèi)外發(fā)展概況 Page 4燃油汽車面臨的問題燃油汽車面臨的問題 城市大氣污

2、染日趨嚴(yán)重城市大氣污染日趨嚴(yán)重 據(jù)估計，美國大氣污染物中42來自汽車排放，造成損失每年達(dá)2290億美元。 在中國華東、華北的大城市大氣中, 70%的污染物來自汽車排放; CO88%, NOx80%, HC90%來自汽車排放，大氣污染造成的損失每年達(dá)500億美元，全球污染最嚴(yán)重的20個城市中，10個在中國。 石油資源面臨枯竭威脅石油資源面臨枯竭威脅 石油資源有限, 不可再生 , 按目前探明的儲量和開采的速度 還能用4050年。Page 5電動汽車國內(nèi)外發(fā)展概況電動汽車國內(nèi)外發(fā)展概況n美、德、日、法這幾個全球汽車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，到目前為止都已分別研制出各類的電動汽車，其美、德、日、法這幾個全球汽車

3、工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，到目前為止都已分別研制出各類的電動汽車，其中包括大客車、輕型客車、轎車和電動摩托車。美國是世界上對污染限制最嚴(yán)格的國家，目前在電中包括大客車、輕型客車、轎車和電動摩托車。美國是世界上對污染限制最嚴(yán)格的國家，目前在電動汽車研制方面，美國處于領(lǐng)先地位。美國采取政府干預(yù)，以能源部為中心在動汽車研制方面，美國處于領(lǐng)先地位。美國采取政府干預(yù)，以能源部為中心在19891992年投入年投入1億多美元，對電動汽車進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)，億多美元，對電動汽車進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)，1995年有年有1萬輛電動汽車投入使用；德國早在萬輛電動汽車投入使用；德國早在1972年就以年就以“電動道路交通協(xié)會

4、電動道路交通協(xié)會”為中心，在聯(lián)邦政府的支持下開展電動汽車的開發(fā)試驗工作，為中心，在聯(lián)邦政府的支持下開展電動汽車的開發(fā)試驗工作，目前已制造出幾百輛電動汽車投入使用；日本于目前已制造出幾百輛電動汽車投入使用；日本于1972年成立年成立“日本電動汽車協(xié)會日本電動汽車協(xié)會”，日本政府制，日本政府制定了鼓勵電動汽車開發(fā)與應(yīng)用的政策，定了鼓勵電動汽車開發(fā)與應(yīng)用的政策，1978年，為了促進(jìn)電動汽車的推廣應(yīng)用，日本電動汽車協(xié)年，為了促進(jìn)電動汽車的推廣應(yīng)用，日本電動汽車協(xié)會制訂了會制訂了“電動汽車試用制度電動汽車試用制度“，每年向使用者提供使用費。試用的電動汽車主要用于公司、政府，每年向使用者提供使用費。試用的

5、電動汽車主要用于公司、政府下屬機構(gòu)、公園的事物聯(lián)絡(luò)車、服務(wù)車等，試用地區(qū)遍布日本各地；法國很早就在城市環(huán)衛(wèi)部門試下屬機構(gòu)、公園的事物聯(lián)絡(luò)車、服務(wù)車等，試用地區(qū)遍布日本各地；法國很早就在城市環(huán)衛(wèi)部門試用電動汽車，目前巴黎已有數(shù)百輛電動汽車在運行，全法國則有上千輛電動汽車在試運行，法國環(huán)用電動汽車，目前巴黎已有數(shù)百輛電動汽車在運行，全法國則有上千輛電動汽車在試運行，法國環(huán)境能源廳對電池的研究開發(fā)及電動汽車的試驗給予了資助，地方政府對購買電動汽車的用戶提供一境能源廳對電池的研究開發(fā)及電動汽車的試驗給予了資助，地方政府對購買電動汽車的用戶提供一定數(shù)量的保證金，以鼓勵電動汽車的推廣。除汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家外

6、，其他國家也非常重視電動汽車定數(shù)量的保證金，以鼓勵電動汽車的推廣。除汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家外，其他國家也非常重視電動汽車的開發(fā)，并取得了相應(yīng)成效，加拿大、奧地利、瑞典、韓國等國都投入巨資研制新一代電動汽車，的開發(fā)，并取得了相應(yīng)成效，加拿大、奧地利、瑞典、韓國等國都投入巨資研制新一代電動汽車，以期解決能源和城市環(huán)境狀況。以期解決能源和城市環(huán)境狀況。n上世紀(jì)上世紀(jì)80年代初，我國就開展了電動汽車研究，曾被列入國家八五規(guī)劃。目前，我國政府也極為年代初，我國就開展了電動汽車研究，曾被列入國家八五規(guī)劃。目前，我國政府也極為關(guān)注開發(fā)電動汽車的各項關(guān)鍵技術(shù)，并以產(chǎn)業(yè)化為最終目標(biāo)，先后將電動汽車列入關(guān)注開發(fā)電動汽車

7、的各項關(guān)鍵技術(shù)，并以產(chǎn)業(yè)化為最終目標(biāo)，先后將電動汽車列入“九五九五”攻關(guān)重攻關(guān)重大項目以及大項目以及“863”重大專項。值得指出的是，我國的電動汽車技術(shù)與其他國家相比較，差距不甚重大專項。值得指出的是，我國的電動汽車技術(shù)與其他國家相比較，差距不甚明顯，有些技術(shù)還有優(yōu)勢，如在應(yīng)用于電動汽車的多種類型的驅(qū)動電機及其控制技術(shù)方面即有某些明顯，有些技術(shù)還有優(yōu)勢，如在應(yīng)用于電動汽車的多種類型的驅(qū)動電機及其控制技術(shù)方面即有某些特定優(yōu)勢。特定優(yōu)勢。Page 6電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式二、電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式二、電動汽車結(jié)構(gòu)布置及驅(qū)動形式1 1、電動汽車基本結(jié)構(gòu)、電動汽車基本

8、結(jié)構(gòu)2 2、電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式、電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式3 3、單電動機和多電動機驅(qū)動形式、單電動機和多電動機驅(qū)動形式4 4、輪轂電動機驅(qū)動形式、輪轂電動機驅(qū)動形式 Page 7電動汽車基本結(jié)構(gòu)電動汽車基本結(jié)構(gòu)n 1.電動汽車基本結(jié)構(gòu)電動汽車基本結(jié)構(gòu) 電動汽車系統(tǒng)三大子系統(tǒng)：電力驅(qū)動子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)和輔電動汽車系統(tǒng)三大子系統(tǒng)：電力驅(qū)動子系統(tǒng)、主能源子系統(tǒng)和輔助控制子系統(tǒng)助控制子系統(tǒng)典型電動車的基本結(jié)構(gòu)典型電動車的基本結(jié)構(gòu)雙線表示機械連接，粗實線表示電氣雙線表示機械連接，粗實線表示電氣連接，細(xì)實線表示控制信號連接，箭連接，細(xì)實線表示控制信號連接，箭頭表示電功率和控制信號流動的方向頭表示電功率和控制信號

9、流動的方向Page 8電動汽車基本結(jié)構(gòu)電動汽車基本結(jié)構(gòu)n 電力驅(qū)動子系統(tǒng)：由電控單元、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置電力驅(qū)動子系統(tǒng)：由電控單元、功率轉(zhuǎn)換器、電動機、機械傳動裝置和驅(qū)動車輪組成和驅(qū)動車輪組成n 主能源子系統(tǒng)：由主電源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構(gòu)成主能源子系統(tǒng)：由主電源、能量管理系統(tǒng)和充電系統(tǒng)構(gòu)成n 輔助控制子系統(tǒng)：具有動力轉(zhuǎn)向、溫度控制和輔助動力供給等功能輔助控制子系統(tǒng)：具有動力轉(zhuǎn)向、溫度控制和輔助動力供給等功能 根據(jù)從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的根據(jù)從制動踏板和加速踏板輸入的信號，電子控制器發(fā)出相應(yīng)的控制指令來控制功率轉(zhuǎn)換器的功率裝置的通斷，功率轉(zhuǎn)換器的功

10、能是控制指令來控制功率轉(zhuǎn)換器的功率裝置的通斷，功率轉(zhuǎn)換器的功能是調(diào)節(jié)電動機和電源之間的功率流。當(dāng)電動汽車制動時，再生制動的動調(diào)節(jié)電動機和電源之間的功率流。當(dāng)電動汽車制動時，再生制動的動能被電源吸收能被電源吸收i，此時功率流的方向要反向。能量管理系統(tǒng)和電控系，此時功率流的方向要反向。能量管理系統(tǒng)和電控系統(tǒng)一起控制再生制動及其能量的回收，能量管理系統(tǒng)和充電器一同控統(tǒng)一起控制再生制動及其能量的回收，能量管理系統(tǒng)和充電器一同控制充電并監(jiān)測電源的使用情況。輔助動力供給系統(tǒng)供給電動汽車輔助制充電并監(jiān)測電源的使用情況。輔助動力供給系統(tǒng)供給電動汽車輔助系統(tǒng)不同等級電壓并提供必要的動力，它主要給動力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、

11、制系統(tǒng)不同等級電壓并提供必要的動力，它主要給動力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、制動及其它輔助裝置提供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車動及其它輔助裝置提供動力。除了從制動踏板和加速踏板給電動汽車輸入信號外，轉(zhuǎn)向盤輸入也是一個很重要的輸入信號，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)輸入信號外，轉(zhuǎn)向盤輸入也是一個很重要的輸入信號，動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的角位置來決定汽車靈活地轉(zhuǎn)向。根據(jù)轉(zhuǎn)向盤的角位置來決定汽車靈活地轉(zhuǎn)向。Page 9電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n 2.電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式 采用不同的電力驅(qū)動系統(tǒng)可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)形式的電動汽車。根據(jù)電力采用不同的電力驅(qū)動系統(tǒng)可構(gòu)成不同結(jié)構(gòu)形式的電動汽車。根據(jù)電力驅(qū)動系統(tǒng)的不

12、同，電動汽車分為以下六種情況驅(qū)動系統(tǒng)的不同，電動汽車分為以下六種情況C-離合器；離合器；D-差速器；差速器；FC-固定器；固定器；CB-變速器；變速器；M-電動機電動機電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式Page 10電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式（a)由發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的燃油車發(fā)展而來，他由電動機、離合器、齒輪箱和差由發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的燃油車發(fā)展而來，他由電動機、離合器、齒輪箱和差速器組成，離合器用來切斷或接通電動機到車輪之間傳遞動力的機械裝置，變速器速器組成，離合器用來切斷或接通電動機到車輪之間傳遞動力的機械裝置，變速器是一套具有不同速比的齒輪機構(gòu)，駕駛員可選擇不同的變速比，把力矩傳給車

13、輪。是一套具有不同速比的齒輪機構(gòu)，駕駛員可選擇不同的變速比，把力矩傳給車輪。在低速擋時，車輪獲得大力矩低轉(zhuǎn)速；在高速擋時，車輪獲得小力矩高轉(zhuǎn)速。汽車在低速擋時，車輪獲得大力矩低轉(zhuǎn)速；在高速擋時，車輪獲得小力矩高轉(zhuǎn)速。汽車在轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑小，外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑大，差速器使內(nèi)外車輪以在轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑小，外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑大，差速器使內(nèi)外車輪以不同轉(zhuǎn)速行駛。不同轉(zhuǎn)速行駛。Page 11電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n （b)由電動機、固定速比的減速器和差速器組成電力驅(qū)動系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)的由電動機、固定速比的減速器和差速器組成電力驅(qū)動系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)的電動汽車由于沒有離合器和可選

14、的變速擋位，不能提供理想的轉(zhuǎn)矩電動汽車由于沒有離合器和可選的變速擋位，不能提供理想的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性，轉(zhuǎn)速特性，因而不合適于使用發(fā)動機的燃油汽車。因而不合適于使用發(fā)動機的燃油汽車。Page 12電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n (c)這種結(jié)構(gòu)與發(fā)動機橫向前置、前輪驅(qū)動的燃油汽車的布置方式類似，它把這種結(jié)構(gòu)與發(fā)動機橫向前置、前輪驅(qū)動的燃油汽車的布置方式類似，它把電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個集體，兩根半軸連接驅(qū)動車輪，電動機、固定速比減速器和差速器集成為一個集體，兩根半軸連接驅(qū)動車輪，這種結(jié)構(gòu)在小型電動汽車上應(yīng)用最普遍。這種結(jié)構(gòu)在小型電動汽車上應(yīng)用最普遍。Page 13電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式

15、電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n （d）圖示的電動機結(jié)構(gòu)就是采用兩個電動機通過固定速比的減速器分別驅(qū)動）圖示的電動機結(jié)構(gòu)就是采用兩個電動機通過固定速比的減速器分別驅(qū)動兩個車輪，每個電動機的轉(zhuǎn)速可以獨立地調(diào)節(jié)控制，便于實現(xiàn)電子差速，因此，兩個車輪，每個電動機的轉(zhuǎn)速可以獨立地調(diào)節(jié)控制，便于實現(xiàn)電子差速，因此，電動汽車不必選用機械差速器。電動汽車不必選用機械差速器。Page 14電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n （e）電動機也可以裝在車輪里面，稱為輪轂電動機，可進(jìn)一步縮短從電動機）電動機也可以裝在車輪里面，稱為輪轂電動機，可進(jìn)一步縮短從電動機到驅(qū)動輪的傳遞路徑，為了將電動機轉(zhuǎn)速降低到理想的車輪轉(zhuǎn)速，可采用固定到

16、驅(qū)動輪的傳遞路徑，為了將電動機轉(zhuǎn)速降低到理想的車輪轉(zhuǎn)速，可采用固定減速比的行星齒輪變速器，它能提供大的減速比，而且輸入和輸出軸可布置在減速比的行星齒輪變速器，它能提供大的減速比，而且輸入和輸出軸可布置在同一條軸線上。同一條軸線上。Page 15電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式電驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式n （f）與超大容量電容器類似，飛輪是另外一種新興的具有高比功率和高效制）與超大容量電容器類似，飛輪是另外一種新興的具有高比功率和高效制動能量回收能力的儲能器。用于電動汽車的飛輪與傳統(tǒng)低速笨重的飛輪是不同動能量回收能力的儲能器。用于電動汽車的飛輪與傳統(tǒng)低速笨重的飛輪是不同的，這種飛輪質(zhì)量輕，且在真空下高速動轉(zhuǎn)，超高速飛輪與

17、具有兩種工作模式的，這種飛輪質(zhì)量輕，且在真空下高速動轉(zhuǎn)，超高速飛輪與具有兩種工作模式（電動機和發(fā)電機）的電動機轉(zhuǎn)子相結(jié)合，能夠?qū)㈦娔芎蜋C械能進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換。（電動機和發(fā)電機）的電動機轉(zhuǎn)子相結(jié)合，能夠?qū)㈦娔芎蜋C械能進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換。下圖顯示了這種飛輪和蓄電池作混合動力的結(jié)構(gòu)，所選用的蓄電池應(yīng)能提供高下圖顯示了這種飛輪和蓄電池作混合動力的結(jié)構(gòu)，所選用的蓄電池應(yīng)能提供高比能量。飛輪最好與無刷交流電動機結(jié)合使用，因為這種電動機的效率比直流比能量。飛輪最好與無刷交流電動機結(jié)合使用，因為這種電動機的效率比直流電動機高，因而在蓄電池和飛輪之間加一個電動機高，因而在蓄電池和飛輪之間加一個AC-DC轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。P

18、age 16單電動機和多電動機驅(qū)動形式單電動機和多電動機驅(qū)動形式n 3.3.單電動機和多電動機驅(qū)動形式單電動機和多電動機驅(qū)動形式 差速器是傳統(tǒng)車輛的標(biāo)準(zhǔn)組件，電動汽車也采用這項技術(shù)。汽車轉(zhuǎn)彎時，差速器是傳統(tǒng)車輛的標(biāo)準(zhǔn)組件，電動汽車也采用這項技術(shù)。汽車轉(zhuǎn)彎時，外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑比內(nèi)側(cè)車輪大，必須利用差速器來調(diào)整兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，外側(cè)車輪的轉(zhuǎn)彎半徑比內(nèi)側(cè)車輪大，必須利用差速器來調(diào)整兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，否則，車輪會產(chǎn)生滑移從而引起輪胎磨損加劇、轉(zhuǎn)向困難、道路附著性能變差否則，車輪會產(chǎn)生滑移從而引起輪胎磨損加劇、轉(zhuǎn)向困難、道路附著性能變差等。對于傳統(tǒng)的燃油汽車，無論是前輪驅(qū)動還是后輪驅(qū)動，機械式差速器都是等

19、。對于傳統(tǒng)的燃油汽車，無論是前輪驅(qū)動還是后輪驅(qū)動，機械式差速器都是必備的。下圖所示為典型的機械差速器的結(jié)構(gòu)，差速器的行星齒輪繞各自的軸必備的。下圖所示為典型的機械差速器的結(jié)構(gòu)，差速器的行星齒輪繞各自的軸旋轉(zhuǎn)，從而使兩個半軸齒輪能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)，從而使兩個半軸齒輪能以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。Page 17單電動機和多電動機驅(qū)動形式單電動機和多電動機驅(qū)動形式 對于電動汽車，如果采用雙電動機或者四個電動機驅(qū)動，由于每個電動機對于電動汽車，如果采用雙電動機或者四個電動機驅(qū)動，由于每個電動機的轉(zhuǎn)速可以有效地獨立調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)電子差速，在這種情況下，電動汽車可的轉(zhuǎn)速可以有效地獨立調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)電子差速，在

20、這種情況下，電動汽車可以不用機械差速器。下圖所示的是帶電子差速器的雙電動驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。電子差以不用機械差速器。下圖所示的是帶電子差速器的雙電動驅(qū)動的結(jié)構(gòu)。電子差速器比接卸差速器體積小、質(zhì)量輕。速器比接卸差速器體積小、質(zhì)量輕。Page 18單電動機和多電動機驅(qū)動形式單電動機和多電動機驅(qū)動形式 人們對是否選用機械差速器不像是對是否選擇可變速比或固定變速比變速器的意見一致，如果電動汽車采用單電動機驅(qū)動就必須裝機械差速器，而多電動機系統(tǒng)就采用電子差速。 電子差速器的優(yōu)點是體積小、質(zhì)量輕，在汽車轉(zhuǎn)彎時可以實現(xiàn)精確的電子控制，提高電動汽車的性能；其缺點是由于增加了電動機和功率轉(zhuǎn)換器，增加了初始成本，而且在不

21、同條件下對兩個電動機進(jìn)行精確控制的可靠性需要進(jìn)一步的發(fā)展。Page 19輪轂電動機驅(qū)動形式輪轂電動機驅(qū)動形式n 4.4.輪轂電動機驅(qū)動形式輪轂電動機驅(qū)動形式 如果將驅(qū)動電動機直接安裝在車輪上，可以縮短甚至可以去掉電動機與如果將驅(qū)動電動機直接安裝在車輪上，可以縮短甚至可以去掉電動機與車輪之間的機械傳遞裝置，這取決于是采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子還是低速外轉(zhuǎn)子電動車輪之間的機械傳遞裝置，這取決于是采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子還是低速外轉(zhuǎn)子電動機。若采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機，則必須裝固定速比的減速器來降低車速。一機。若采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機，則必須裝固定速比的減速器來降低車速。一般采用高減速比的行星車輪減速裝置，安裝在電動機輸出軸和

22、車輪輪緣之間，般采用高減速比的行星車輪減速裝置，安裝在電動機輸出軸和車輪輪緣之間，這種電動機設(shè)計的工作轉(zhuǎn)速約為這種電動機設(shè)計的工作轉(zhuǎn)速約為1000r/min,1000r/min,目的是為了獲得更高的功率密度。目的是為了獲得更高的功率密度。電動機的最高轉(zhuǎn)速主要受線圈損失、摩擦損失以及變速機構(gòu)的承受能力等因電動機的最高轉(zhuǎn)速主要受線圈損失、摩擦損失以及變速機構(gòu)的承受能力等因素的限制，所選用的行星齒輪變速機構(gòu)的速比為素的限制，所選用的行星齒輪變速機構(gòu)的速比為10:110:1，而車輪的轉(zhuǎn)速范圍則，而車輪的轉(zhuǎn)速范圍則降為降為01000r/min01000r/min。若采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，則可以完全去掉變

23、速裝置，。若采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，則可以完全去掉變速裝置，外轉(zhuǎn)子就安裝在車輪輪緣上，而且電動機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相等，因而就不需外轉(zhuǎn)子就安裝在車輪輪緣上，而且電動機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相等，因而就不需要減速裝置。要減速裝置。Page 20輪轂電動機驅(qū)動形式輪轂電動機驅(qū)動形式n 下圖所示這兩種內(nèi)置輪式電動機的結(jié)構(gòu)，采用的都是永磁無刷電動機，由于下圖所示這兩種內(nèi)置輪式電動機的結(jié)構(gòu)，采用的都是永磁無刷電動機，由于其具有顯著的高功率密度的特點，因而比其它電動機性能更高些。其具有顯著的高功率密度的特點，因而比其它電動機性能更高些。內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機外轉(zhuǎn)子電動機外轉(zhuǎn)子電動機Page 21n 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的

24、構(gòu)成電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成 電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)包括機械傳動系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩部分。其中，機械傳動電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)包括機械傳動系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)兩部分。其中，機械傳動部分因電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置方式不同而不同。各種布置凡是之間最大的區(qū)別部分因電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置方式不同而不同。各種布置凡是之間最大的區(qū)別就在于對傳統(tǒng)的機械傳動部件保留的多少。越高級的布置方式，對傳統(tǒng)燃油汽就在于對傳統(tǒng)的機械傳動部件保留的多少。越高級的布置方式，對傳統(tǒng)燃油汽車的機械傳動部件保留得就越少，而且更能發(fā)揮電動汽車的優(yōu)勢。車的機械傳動部件保留得就越少，而且更能發(fā)揮電動汽車的優(yōu)勢。 不論電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)采用哪種布置方式，其電氣系統(tǒng)的結(jié)

25、構(gòu)基本上都不論電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)采用哪種布置方式，其電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本上都相同，主要由三個部分組成，如下圖所示相同，主要由三個部分組成，如下圖所示電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)Page 22電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)n 電動器車與其它的電力驅(qū)動系統(tǒng)相比較，有其自身的特點。它對驅(qū)動電動器車與其它的電力驅(qū)動系統(tǒng)相比較，有其自身的特點。它對驅(qū)動系統(tǒng)相應(yīng)有其特殊的要求：系統(tǒng)相應(yīng)有其特殊的要求：（1 1）能夠頻繁地起動、停車，加、減速，對轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能要求）能夠頻繁地起動、停車，加、減速，對轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能要求高；高；（2 2）電動汽車驅(qū)動的速度、轉(zhuǎn)矩變化范

26、圍大，既要工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，）電動汽車驅(qū)動的速度、轉(zhuǎn)矩變化范圍大，既要工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，又要運行在恒功率區(qū)，同時還要求保持較高的運行效率又要運行在恒功率區(qū)，同時還要求保持較高的運行效率; ;（3 3）能在惡劣工作環(huán)境下可靠地工作。正因為電動汽車對其電機驅(qū)動）能在惡劣工作環(huán)境下可靠地工作。正因為電動汽車對其電機驅(qū)動系統(tǒng)有這些特殊要求，所以在電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計中，驅(qū)動電系統(tǒng)有這些特殊要求，所以在電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計中，驅(qū)動電機的選擇及其變流器、控制器的設(shè)計，都必須考慮到這些特殊的要求機的選擇及其變流器、控制器的設(shè)計，都必須考慮到這些特殊的要求。Page 23電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)

27、動系統(tǒng)控制技術(shù)n電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)分類電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)分類 直流電機控制系統(tǒng)； 無刷直流電機控制系統(tǒng)； 異步電機控制系統(tǒng)； 開關(guān)磁阻電機控制系統(tǒng)Page 24n 表1 各種電機的特性比較（摘自日本電氣學(xué)會技術(shù)報告）電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 電機性能直流電機永磁同步電機異步電機開關(guān)磁阻電機最大效率（） 858995979495 90 效率（10負(fù)載）8087909279857886最高轉(zhuǎn)速（rpm)4000600040001000090001500015000電機費用/kW($)101015812610控制器成本12.53.54.5堅固性良良優(yōu)良信賴性普通良優(yōu)良Pa

28、ge 25n 表2 永磁同步電機與異步電機的特性比較電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)永磁同步電機 異步電機適性容量數(shù)十W數(shù)十kW數(shù)百W以上尺寸、重量小 中小 結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單 非常簡單 環(huán)境適應(yīng)性相當(dāng)好 非常好 維護(hù)有點必要 不要 生產(chǎn)性好 非常好 位置傳感器要 不要 速度傳感器不要 要 Page 26n 表3 永磁同步電機與異步電機的特性比較電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 永磁同步電機 異步電機壽命軸壽命軸壽命弱磁高速困難 可能 回饋制動容易 可以 永久失磁有 無 溫度特性無 有 控制器控制一臺 控制多臺 Page 27電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控

29、制技術(shù)直流電機及其控制系統(tǒng)直流電機及其控制系統(tǒng)直流電機的結(jié)構(gòu)和原理（并聯(lián)） 特點：1、勵磁電流和電樞 電流可分別控制， 轉(zhuǎn)矩控制性能好。2、控制簡單。IfMnIf0aiaPage 28電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 直流電機及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點直流電機及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 1. 1. 直流電機轉(zhuǎn)矩控制性能優(yōu)良。直流電機轉(zhuǎn)矩控制性能優(yōu)良。 2. 2. 控制簡單，回饋控制容易。控制簡單，回饋控制容易。 3. 3. 功率變換器結(jié)構(gòu)簡單，使用功率器件少。功率變換器結(jié)構(gòu)簡單，使用功率器件少。 4. 4. 控制器效率高；功率密度高。控制器效率高；功率密度高。 5. 5. 控

30、制器體積小，重量輕。控制器體積小，重量輕。 6. 6. 控制器價格便宜。控制器價格便宜。 缺點：缺點： 1. 1. 由于機械換向器和電刷的存在導(dǎo)致的缺點：由于機械換向器和電刷的存在導(dǎo)致的缺點： 電機轉(zhuǎn)速低、體積大；需要維護(hù)；成本高。電機轉(zhuǎn)速低、體積大；需要維護(hù)；成本高。Page 29電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)交流交流電機電機1. 1. 同步電機同步電機2. 異步電機（感應(yīng)電機異步電機（感應(yīng)電機）轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子勵磁轉(zhuǎn)子勵磁永磁同步電機永磁同步電機 ( (自控式）自控式）無刷直流電機無刷直流電機轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子繞線式轉(zhuǎn)子籠型轉(zhuǎn)子籠型1. 1. 交流電機的主要類型交流電機的

31、主要類型交流電機及其控制系統(tǒng)交流電機及其控制系統(tǒng)Page 30電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)交流電機控制器控制電路主電路Page 31電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動機控制器Page 32電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)控制器中的控制器中的CPUCPU主控制板主控制板Page 33電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)交流電機交流電機的定子結(jié)構(gòu)的定子結(jié)構(gòu)三相電樞繞組三相電樞繞組Page 34電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)無刷直流電機控制系統(tǒng)無刷直流電機控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)子位置 傳感器傳感器 三相功率三相功率 變換

32、器變換器控制電路控制電路無刷直流電機無刷直流電機控制器控制器1. 1. 系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成Page 35電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)2.2.無刷直流電機與永磁同步電機差別無刷直流電機與永磁同步電機差別t20B0(e0)永磁同步電機永磁同步電機無刷直流電機無刷直流電機一對極下不同的氣隙磁密分布圖一對極下不同的氣隙磁密分布圖Page 36電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)3.3.無刷直流電機工作原理無刷直流電機工作原理 有有6 6個定子空間磁勢。個定子空間磁勢。 根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器檢根據(jù)轉(zhuǎn)子位置傳感器檢 測到的轉(zhuǎn)子位置和要求測到的轉(zhuǎn)子位置和要求 轉(zhuǎn)向來決定產(chǎn)生哪一個

33、轉(zhuǎn)向來決定產(chǎn)生哪一個 磁勢。磁勢。 產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩最大。產(chǎn)生的平均轉(zhuǎn)矩最大。iAABiBCiCSNFABFACFBCFBAFCAFCBXYZF0Page 37電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 定子磁勢拉轉(zhuǎn)子磁勢旋轉(zhuǎn)，為了使平均轉(zhuǎn)矩最大。定子磁勢拉轉(zhuǎn)子磁勢旋轉(zhuǎn)，為了使平均轉(zhuǎn)矩最大。 兩者的平均空間電角度為兩者的平均空間電角度為90900 0。SNF0nFABFAC60o60oPage 38電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)4.4.無刷直流電機控制框圖無刷直流電機控制框圖-A+2iaibiciaibicIREFPIPWM邏輯變換PS+A+B+C-B-CIFPositi

34、on Sensor三相反饋電流三相反饋電流輸出輸出6 6路驅(qū)動信號路驅(qū)動信號Page 39電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動狀態(tài)：電動狀態(tài)：A A管導(dǎo)通，管導(dǎo)通，B B管管PWMPWM。B B管導(dǎo)通時電流上升，管導(dǎo)通時電流上升，B B管關(guān)斷時電流下降。管關(guān)斷時電流下降。Ud+A-AC+B-B+C-C轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：+A+A、B B相導(dǎo)通。相導(dǎo)通。回饋狀態(tài)：回饋狀態(tài)：轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：轉(zhuǎn)子位置傳感器狀態(tài)：+A+A、B B相導(dǎo)通。相導(dǎo)通。+A+A管、管、B B管均關(guān)斷，管均關(guān)斷，B B管子管子PWMPWM。Ud+A-AC+B-B+C-C電流產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩電

35、流產(chǎn)生拖動轉(zhuǎn)矩電流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩電流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩Page 40電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)5. 5. 無刷直流電機的電動、回饋制動控制邏輯控制無刷直流電機的電動、回饋制動控制邏輯控制PS邏輯變換PWM 輸入輸入+a-a+b-b+c-c轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)子位置傳感器傳感器+A-A+B-B+C-C驅(qū)動信號驅(qū)動信號 輸出輸出電動電動 “1”回饋制動回饋制動 “0”Page 41電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)6. 6. 無刷直流電機及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點無刷直流電機及其控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點： 1. 1. 具有直流電機的控制特性。具有直流電機的控制特性。 2. 2. 控

36、制相對簡單。控制相對簡單。 3. 3. 電機效率高，體積小。電機效率高，體積小。 缺點：缺點： 1. 1. 由于永磁材料貴，電機價格較貴。由于永磁材料貴，電機價格較貴。 2. 2. 過熱容易導(dǎo)致永久性失磁。過熱容易導(dǎo)致永久性失磁。 3. 3. 弱磁運行較困難。弱磁運行較困難。 4. 4. 需要轉(zhuǎn)子位置傳感器。需要轉(zhuǎn)子位置傳感器。Page 42電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)異步電機及其控制系統(tǒng)異步電機及其控制系統(tǒng)1. 1. 異步電機變頻調(diào)速原理異步電機變頻調(diào)速原理 轉(zhuǎn)子繞組中的電壓、電流靠感應(yīng)產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子繞組中的電壓、電流靠感應(yīng)產(chǎn)生。 正常運行時，電機轉(zhuǎn)速接近旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速正常運行

37、時，電機轉(zhuǎn)速接近旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速。0nT01n02nAB不同頻率下的異步電機機械特性pfn600)1(0snnPage 43電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)2. 2. 變頻調(diào)速的主要控制方法變頻調(diào)速的主要控制方法 基于穩(wěn)態(tài)的控制基于穩(wěn)態(tài)的控制 變壓變頻控制（變壓變頻控制（Variable Voltage Variable Frequency)Variable Voltage Variable Frequency) 簡稱簡稱VVVFVVVF控制；控制； 脈寬調(diào)節(jié)控制（脈寬調(diào)節(jié)控制（Pulse Width Modulation)Pulse Width Modulation) 簡稱簡稱P

38、WMPWM控制。控制。 1. SPWM;1. SPWM; 2. 2. 電壓空間矢量電壓空間矢量PWMPWM； 3. 3. 優(yōu)化優(yōu)化PWM;PWM; 4. 4. 隨機隨機PWM;PWM;Page 44電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 基于動態(tài)的控制：高性能的控制方法基于動態(tài)的控制：高性能的控制方法 轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制（等效直流電機控制）轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制（等效直流電機控制）（2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，由德國西門子公司的年代，由德國西門子公司的F.BlaschkeF.Blaschke提出。）提出。） 1. 1. 直接矢量控制；直接矢量控制； 2. 2. 間接矢量控制。間接矢

39、量控制。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接轉(zhuǎn)矩控制 直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈閉環(huán)控制。直接對轉(zhuǎn)矩和磁鏈閉環(huán)控制。 （19851985年德國學(xué)者年德國學(xué)者 M.Depenbrock M.Depenbrock 首次提出。）首次提出。） Page 45電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)3. 3. 異步電機滑差頻率控制框圖異步電機滑差頻率控制框圖s*r*P IFG+rs*r+1I1*cos1tcos(1t -120o)cos(1t -240o)乘法器ia*iaib*icic*ib+PIPWMPIPWMPIPWM三角波驅(qū)動信號產(chǎn)生a-ab-bc-cI1 =f (s)+ 基本原理：在機械特性的線性段，電磁轉(zhuǎn)矩基本原

40、理：在機械特性的線性段，電磁轉(zhuǎn)矩 正比于滑差頻率。正比于滑差頻率。函數(shù)發(fā)生器函數(shù)發(fā)生器Page 46電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)4. 4. 異步電機矢量控制異步電機矢量控制矢量控制原理矢量控制原理 經(jīng)經(jīng)3/23/2變化、旋轉(zhuǎn)變換后，異步電機變成了直流電機模型。變化、旋轉(zhuǎn)變換后，異步電機變成了直流電機模型。 將將M-TM-T坐標(biāo)的坐標(biāo)的MM軸定在異步電機轉(zhuǎn)子磁鏈的方向上，可得軸定在異步電機轉(zhuǎn)子磁鏈的方向上，可得 到最簡單的方程形式。到最簡單的方程形式。TM2+ +I1TI1MI2TI2M1(a ) 直流電機直流電機 模型模型2I1MI1TI2TI1F0F2F1(b )(b )

41、電流、磁勢向量圖電流、磁勢向量圖Page 47電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 等效直流機模型的方程等效直流機模型的方程2T21TM0I LI L2M21MM2ILIL轉(zhuǎn)子磁鏈方程22 M2d/ d0tR I22 TS20R I轉(zhuǎn)子電壓方程穩(wěn)態(tài)時穩(wěn)態(tài)時2d/d0t所以所以2M0IM1M2L IPage 48電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 矢量控制思路矢量控制思路2T2TpI 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩M2T1T2LIIL M1M2L I控制如何控制如何實現(xiàn)？實現(xiàn)？2211M1TIIISr)d(t和22TI和1MI1TI和21TS21MRILI其中其中 最終控制定子磁場的幅值與空

42、間位置來實現(xiàn)。最終控制定子磁場的幅值與空間位置來實現(xiàn)。Page 49電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)磁鏈觀測算法轉(zhuǎn)速檢測驅(qū)動電路三相逆變器IM蓄電池PG電容3/2變換轉(zhuǎn)矩計算Isr控制算法(PI,空間電壓矢量計算等)轉(zhuǎn)矩和磁鏈設(shè)定算法*1ti*rr1ti1mi1mi1tiTrIs*Va*Vr給定異步電機直接矢量控制框圖異步電機直接矢量控制框圖Page 50電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)轉(zhuǎn)子磁鏈準(zhǔn)確定向方法控制框圖控制框圖uua,b,cia,b,cn轉(zhuǎn)子磁鏈觀測R坐標(biāo)變換iq*iq+-PIUq*id*id+-PIUd*坐標(biāo)變換ua,b,cu*+PI-+- - P

43、age 51電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)轉(zhuǎn)子磁鏈準(zhǔn)確定向方法觀測磁鏈觀測磁鏈領(lǐng)先實際領(lǐng)先實際磁鏈時磁鏈時dqi1R0idid實際勵磁分量實際勵磁分量i id d 要比觀測值要比觀測值i id d小。小。實際電壓小于觀實際電壓小于觀測電壓。測電壓。觀測磁鏈觀測磁鏈落后實際落后實際磁鏈時磁鏈時dqi1R0ididi id d 大于大于i id d實際實際電壓大于觀電壓大于觀測電壓。測電壓。Page 52電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)5. 5. 異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制 控制原理：控制原理： 通過檢測電機定子電壓、電流，借助瞬時空間通過檢測電機定

44、子電壓、電流，借助瞬時空間 矢量理論來計算電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。矢量理論來計算電機的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。 給定的磁鏈和轉(zhuǎn)矩分別與計算值比較，對差值給定的磁鏈和轉(zhuǎn)矩分別與計算值比較，對差值 進(jìn)行滯環(huán)調(diào)節(jié)（也稱砰砰控制）。進(jìn)行滯環(huán)調(diào)節(jié)（也稱砰砰控制）。 再根據(jù)定子磁鏈的空間位置、磁鏈與轉(zhuǎn)矩的調(diào)再根據(jù)定子磁鏈的空間位置、磁鏈與轉(zhuǎn)矩的調(diào) 節(jié)結(jié)果，來確定逆變器的開關(guān)信號。節(jié)結(jié)果，來確定逆變器的開關(guān)信號。Page 53電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 直接轉(zhuǎn)矩控制框圖直接轉(zhuǎn)矩控制框圖Page 54電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)由上圖可知，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成主要有以下幾個部分由

45、上圖可知，直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成主要有以下幾個部分:(l)磁鏈自控制磁鏈自控制:它的任務(wù)是選擇正確的區(qū)段，以形成六邊形磁鏈。它的任務(wù)是選擇正確的區(qū)段，以形成六邊形磁鏈。(2)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié):轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩直接自控制。轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩直接自控制。(3)磁鏈調(diào)節(jié)磁鏈調(diào)節(jié):磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實現(xiàn)對磁鏈幅值的直接自控制。由于定子電阻磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)實現(xiàn)對磁鏈幅值的直接自控制。由于定子電阻壓降增大時會引起磁幅值減少。引入該環(huán)節(jié)，是為了實現(xiàn)對磁鏈幅值的閉環(huán)控制，壓降增大時會引起磁幅值減少。引入該環(huán)節(jié)，是為了實現(xiàn)對磁鏈幅值的閉環(huán)控制，維持外在允許的范圍內(nèi)波動。維持外在允許的范圍內(nèi)波動。(4)開關(guān)信號選

46、擇開關(guān)信號選擇:開關(guān)信號選擇單元綜合來自磁鏈自控制環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)開關(guān)信號選擇單元綜合來自磁鏈自控制環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)和磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的三個開關(guān)控制信號，形成正確的電壓開關(guān)信號，以實現(xiàn)對環(huán)節(jié)和磁鏈調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的三個開關(guān)控制信號，形成正確的電壓開關(guān)信號，以實現(xiàn)對電壓空間矢量的正確選擇。電壓空間矢量的正確選擇。(5)開關(guān)頻率調(diào)節(jié)開關(guān)頻率調(diào)節(jié):該環(huán)節(jié)控制逆變器的開關(guān)頻率及轉(zhuǎn)矩容差的大小。該環(huán)節(jié)控制逆變器的開關(guān)頻率及轉(zhuǎn)矩容差的大小。(6)異步電動機數(shù)學(xué)模型異步電動機數(shù)學(xué)模型:異步電動機的數(shù)學(xué)模型包括磁鏈模型和轉(zhuǎn)矩模型。異步電動機的數(shù)學(xué)模型包括磁鏈模型和轉(zhuǎn)矩模型。其中磁鏈模型可以選用低速時其中磁鏈模型可以選用低

47、速時i一一n模型和高速時模型和高速時u一一i模型相結(jié)合的方案，也可以模型相結(jié)合的方案，也可以選用在全速度范圍內(nèi)采用選用在全速度范圍內(nèi)采用u一一n模型的方案。模型的方案。直接轉(zhuǎn)矩控制通過轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)器直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)器將轉(zhuǎn)直接轉(zhuǎn)矩控制通過轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)器直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩兩點式調(diào)節(jié)器將轉(zhuǎn)矩檢測值和轉(zhuǎn)矩設(shè)定值進(jìn)行比較，將轉(zhuǎn)矩波動控制在一定容差范圍內(nèi)，即在直接矩檢測值和轉(zhuǎn)矩設(shè)定值進(jìn)行比較，將轉(zhuǎn)矩波動控制在一定容差范圍內(nèi)，即在直接轉(zhuǎn)矩控制下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩總是圍繞轉(zhuǎn)矩設(shè)定值在一定容差范圍內(nèi)波動。轉(zhuǎn)矩控制下，電動機的輸出轉(zhuǎn)矩總是圍繞轉(zhuǎn)矩設(shè)定值在一定容差范圍內(nèi)波動。Page 55電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)控制技術(shù) 直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)缺點直接轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)缺點 優(yōu)點：優(yōu)點：1.1. 電機模型在定子坐標(biāo)系下，只需電機模型在定子坐標(biāo)系下，只需3/23/2變換。變換。2.2. 觀測的是定子