新能源汽车电机驱动系统 课件 4.3 轮毂电机的控制策略

新型电机轮毂电机的控制策略主讲人：孙成宁常用驱动电机认识轮毂电机的控制策略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。轮毂电机的控制策略1、轮毂电机的驱动方式轮毂电机的两种驱动方式可以分为减速驱动和直接驱动两大类。在减速驱动方式下，电机一般在高速下运行，而且对电机的其他性能没有特殊要求，因此可选用普通的内转子电机。减速机构放置在电机和车轮之间，起减速和增加转矩的作用。轮毂电机的控制策略

2、轮毂电机的优点轮毂电机驱动系统的布置非常灵活，它与内燃机汽车和单电机集中驱动电动汽车相比，使用轮毂电机驱动系统的汽车具有以下几方面优势：（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)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈；

轮毂电机的控制策略（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。轮毂电机的控制策略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。轮毂电机的控制策略（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。

轮毂电机的控制策略（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。轮毂电机的控制策略

(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。轮毂电机的控制策略（4）永磁无刷直流电机的工作