电动汽车电机控制与驱动技术课件：轮毂电机类型及其控制技术.pptx

轮毂电机类型及其控制技术;第一节轮毂电机类型;（3）电机与车轮集成导致非簧载质量较大，恶化悬架隔振性能，影响不平路面行驶条件下的车辆操控性和安全性。同时，轮毂电机将承受很大的路面冲击载荷，电机抗振要求苛刻；

（4）车辆大负荷低速爬长坡工况下容易出现冷却不足导致的轮毂电机过热烧毁问题，电机的散热和强制冷却问题需要重视；

（5）车轮部位水和污物等容易集存，导致电机的腐蚀破坏，寿命可靠性受影响；

（6）轮毂电机运行转矩的波动可能会引起汽车轮胎、悬架以及转向系统的振动和噪声，以及其他整车声振问题。

4）轮毂电机系统特点分析

通常，电动汽车采用集中电机驱动的动力系统结构型式。这种结构型式具有以下优点：

（1）可以沿用内燃机动力车的部分传动装置，布置在原发动机舱中，继承性好；

（2）可以采用电机和减速机构，乃至控制器的集成结构型式，结构紧凑，便于处理电机冷却、振动隔振以及电磁干扰等问题；

（3）整车总布置型式与内燃机接近，前舱热管理、隔声处理以及碰撞安全性与原车接近或者容易处理。;第二节轮毂电机的结构和工作原理;第三节轮毂电机驱动系统的特点和控制技术;二、轮毂电机控制技术

随着微电子及计算机技术，采用轮毂电机，以及电子转向线控技术、智能控制技术，各车轮的驱动力直接独立可控，将使系统结构更加简单、响应更加迅速，抗干扰能力加强，以此大大提高整个系统的综合性能。因此无论是前驱、后驱还是四轮驱动形式，它都可以比较轻松地实现转速变化和转向变化，四轮驱动在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。;（1)动力控制由硬连接改为软连接形式。通过电子线控技术，实现各电动轮从零到最大速度的无级变速和各电动轮间的差速要求，从而省略了传统汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使驱动系统和整车结构简洁，可利用空间大，传动效率提高.

（2)各电动轮的驱动力直接独立可控，使其动力学控制更为灵活、方便；合理控制各电动轮的驱动力，从而提高恶劣路面条件下的行驶性能；

（3)容易实现各??动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈；

（4)底架结构大为简化，使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。若能将底架承载功能与车身功能分离，则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化，从而缩短新车型的开发周期，降低开发成本；

（5)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术(4WS)，实现车辆转向行驶高性能化，可有效减小转向半径，甚至实现零转向半径，增加了转向灵便性。

;3）轮毂电机控制策略

电机驱动系统的关键性能有输出转矩和调速特性。下面主要就这两方面设计永磁轮毂同步电机控制系统的控制策略进行分析。利用位置传感器检测转子磁极位置信号，通过电流的闭环控制，使得电机实际输入电流与给定电流相一致，实现电机的高效化控制。采用的面贴式永磁轮毂同步电机，其具有面贴式永磁同步电机优点。直轴电流id（励磁电流）和交轴电流iq（转矩电流）是各自独立的，因此可以通过对它们的独立控制，实现电动机转矩和转速控制。;（1)电流闭环控制。目前电机控制系统多采用电流闭环控制的策略，电流闭环控制是指检测电机的实际输出电流，并与设定的参考输入值相比较得出它们之间的误差，通过一定的控制算法对这一误差进行处理，尽量使得实际输出与参考值一致，提高电机可操控性。

（2)位置信号检测位置传感器是永磁同步电机矢量控制系统的重要部件。

永磁同步电机的矢量控制系统的控制精度是以转子磁极位置信号的检测精度为前提的。转子位置传感器将电机转子磁极位置动态的检测，对电机转子磁链进行有效的跟踪，实现磁链的定向控制。

(3)电压电流的监控。以动力电池为能量源的电动汽车电机驱动系统，监控驱动电池侧（直流侧）的输出电压和输出电流是十分必要的。这是因为动力电池作为电机逆变器的输入侧，对逆变器起着决定性的作用。动力电池的输出电压及输出电流的大幅度波动，所产生的冲击会对逆变器造成很大的威胁，甚至会烧毁逆变器，而且对电动汽车的安全性也有很大的影响。

4）永磁无刷直流电机的工作特性及控制技术

永磁无刷直流电机是在直流电机的转子上装置永久磁铁，不再用电刷和换向器为转子输入励磁电流。

;第四节轮毂电机在电动汽车中的应用;4）国内典型轮毂电机驱动系统

哈尔滨工业大学爱英斯电动汽车研究所研制开发的EV96-1型电动汽车也采用外转子型轮毂电机驱动系统，选用一种称为多态电动机的永磁式电动机，兼有同步电动机和异步电动机的双重特性，其额定功率为6.8kw，峰值功率为15kw，集成盘式制动器，风冷散热。

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