新能源汽車代表著未來汽車的發(fā)展方向，新能源汽車技術(shù)發(fā)展體系可總結(jié)為"1+2+3"。

"1"代表整車平臺(tái)技術(shù)，作為新能源技術(shù)的綜合載體，可通過傳統(tǒng)汽車平臺(tái)、傳統(tǒng)平臺(tái)的電氣化改進(jìn)以及開發(fā)電動(dòng)汽車專用平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)。

"2"代表充電技術(shù)和智能技術(shù)，分別是新能源汽車發(fā)展的保障和未來發(fā)展方向。

"3"代表動(dòng)力電池技術(shù)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)和電控技術(shù)（即"三電")，這三者是新能源技術(shù)的核心。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的三大核心部件之一，是車輛行駛過程中的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其性能直接影響車輛的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和用戶駕乘感受，本文主要講述新能源汽車電機(jī)控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)及原理。

新能源汽車技術(shù)發(fā)展體系

1、新能源純電動(dòng)汽車的電氣控制

新能源電動(dòng)汽車是由電氣系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)組成的復(fù)雜系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)與動(dòng)力電池的中樞，用來調(diào)校整車各項(xiàng)性能，動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)不僅能保障車輛的基本安全及精準(zhǔn)操控。新能源汽車電氣控制系統(tǒng)主要包括電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)四大部分，而電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是其核心部分。

新能源電動(dòng)汽車的整車控制構(gòu)架如下圖所示，主要包括能源系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)。

純電動(dòng)汽車的電氣控制構(gòu)架

（1）能源系統(tǒng)

能源系統(tǒng)為整車提供充足的電能儲(chǔ)備，主要由動(dòng)力電池HV、電池管理系統(tǒng)BMS、車型充電機(jī)OBC、電源轉(zhuǎn)換器DC-DC以及低壓輔助電池組成。車型充電機(jī)OBC通過交流充電口將外部220V的交流市電轉(zhuǎn)換為合適的直流電，為動(dòng)力電池組HV充電。動(dòng)力電池組儲(chǔ)備電能為整車高壓部件供電，同時(shí)通過電源轉(zhuǎn)換器DC-DC向低壓蓄電池充電，間接為整車低壓電器供電。

整車能源系統(tǒng)

（2）輔助系統(tǒng)

輔助系統(tǒng)用于電動(dòng)汽車的行駛安全，操作方便靈活。主要包含電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、電動(dòng)真空泵助力制動(dòng)系統(tǒng)。由于電動(dòng)汽車上取消了隨時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，因此傳統(tǒng)汽車上助力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、發(fā)電機(jī)、真空等利用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的輔助系統(tǒng)，都必須改由電動(dòng)的了。

①電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

新能源汽車的助力轉(zhuǎn)向，均采用了電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以助力電機(jī)作為直接動(dòng)力源，當(dāng)操縱方向盤時(shí)，ECU依據(jù)轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)的方向和轉(zhuǎn)角大小、方向盤對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的扭矩大小以及行車速度快慢等信息，控制助力電機(jī)的輸出扭矩大小與方向，再經(jīng)減速機(jī)構(gòu)減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，使之得到一個(gè)與工況相適應(yīng)的轉(zhuǎn)向作用力，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力功能。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

②電動(dòng)汽車的電動(dòng)真空泵助力制動(dòng)系統(tǒng)

電子真空泵工作電壓也是12V，屬于低壓電器設(shè)備，由低壓蓄電池供電。目前，電動(dòng)汽車仍然采用傳統(tǒng)汽車的真空助力制動(dòng)，但是由于車輛上取消了發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)氣系統(tǒng)及真空來源，在車輛上增加了電動(dòng)真空泵和真空罐等器件。

③電動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)

空調(diào)系統(tǒng)主要是控制駕駛室內(nèi)空氣的溫度、濕度、流速和等，提高駕乘人員的舒適度，保障行車安全?？照{(diào)系統(tǒng)主要任務(wù)是調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度，傳統(tǒng)燃油汽車通過發(fā)動(dòng)機(jī)熱源將冷卻液引入到車內(nèi)進(jìn)行加熱空氣；利用發(fā)動(dòng)機(jī)的富余動(dòng)力，帶動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)制冷劑在制冷循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)行物態(tài)變化，將車內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到國(guó)外，達(dá)到制冷的效果。

新能源電動(dòng)汽車因?yàn)槿∠税l(fā)動(dòng)機(jī)，因此電動(dòng)汽車的空調(diào)系統(tǒng)用電動(dòng)壓縮機(jī)代替了傳統(tǒng)汽車上的機(jī)械壓縮機(jī)，用PTC加熱器代替了發(fā)動(dòng)機(jī)加熱冷卻液。

電動(dòng)汽車空調(diào)系統(tǒng)組成

（3）電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車保留了傳統(tǒng)汽車的加速踏板、制動(dòng)踏板和各種操縱手柄。在純電動(dòng)汽車工作時(shí)，傳感器將加速踏板、制動(dòng)踏板機(jī)械位移的行程量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸入到整車控制系統(tǒng)VCU，同時(shí)接收汽車上包括鑰匙信號(hào)、擋位信號(hào)、充電開關(guān)、制動(dòng)信號(hào)、電池信息、車速傳感器等，綜合處理后，發(fā)出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電機(jī)控制器MCU，再輸出合適的電流給動(dòng)力電機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽車行駛。

輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

2、新能源純電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器

電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元（MCU）是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，MCU是新能源汽車特有的核心功率電子單元，通過接收VCU的車輛行駛控制指令，控制電機(jī)輸出指定的扭矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)車輛行駛。實(shí)現(xiàn)把動(dòng)力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動(dòng)電機(jī)本體輸出機(jī)械能。同時(shí)，MCU具有電機(jī)系統(tǒng)故障診斷保護(hù)和存儲(chǔ)功能。

MCU由外殼及冷卻系統(tǒng)、功率電子單元、控制電路、底層軟件和控制算法軟件組成。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制單元

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器功能：

3、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的調(diào)速控制方式

（1）電壓調(diào)節(jié)法

早期的直流電機(jī)，采用串接電阻調(diào)速電，當(dāng)電阻值變化時(shí)，流過電機(jī)的電流亦隨之變化，致使電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變化；電機(jī)阻力矩不變時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速相應(yīng)變化。雖然串接電阻調(diào)速的方法簡(jiǎn)單，但調(diào)速電阻上會(huì)產(chǎn)生能量損耗，經(jīng)濟(jì)性較差，一般應(yīng)用于小功率、不長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的電機(jī)。

電阻調(diào)壓調(diào)速

目前，串勵(lì)直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的控制方式通過電力電子器件實(shí)現(xiàn)，常用的電力電子器件包括晶閘管、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管和大功率晶體管。通過控制電力電子元件的相對(duì)導(dǎo)通時(shí)間，從而改變電機(jī)的工作電流，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速控制。

電力電子器件控制的串勵(lì)電機(jī)調(diào)速電路

（2）變頻調(diào)速方法

變頻調(diào)速是通過變頻器改變電機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法，變頻器可分成交流﹣直流﹣交流變頻器和交流﹣交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交流﹣直流﹣交流變頻器，其特點(diǎn)：

4、純電動(dòng)汽車的冷卻系統(tǒng)

純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)大功率輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制系統(tǒng)中的大功率半導(dǎo)體元器件，工作電流變大時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量；動(dòng)力電池的充電及放電時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量；車輛DC/DC變換器、車載充電機(jī)工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量熱量。冷卻系統(tǒng)主要對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及大功率的控制元器件進(jìn)行冷卻。

電動(dòng)汽車的冷卻系統(tǒng)分為風(fēng)冷與水冷兩種冷卻形式。

風(fēng)冷式變頻器工作原理：為將變頻器散熱片的冷卻葉片置于通風(fēng)管道處或電動(dòng)風(fēng)扇出風(fēng)口處，使其被管道或出風(fēng)口吹入或抽入的風(fēng)冷卻。

水冷式變頻器工作原理：冷卻回路主要包括散熱器、膨脹水箱、冷卻風(fēng)機(jī)、冷卻液軟管、電子水泵以及穿過變頻器的內(nèi)部冷卻管道。冷卻液從散熱器泵入變頻器內(nèi)部，散熱設(shè)備將變頻器部件產(chǎn)生的熱能傳遞給冷卻液，然后冷卻液流回到散熱器，在冷卻風(fēng)扇的幫助下，散熱器將熱能傳遞到周圍空氣中。

水冷系統(tǒng)工作原理

新能源汽車以電池、電驅(qū)、電控系統(tǒng)（即“三電”系統(tǒng)）為核心，純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，“電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、數(shù)字化”戰(zhàn)略的提出，使得未來車載汽車電子電氣架構(gòu)系統(tǒng)的開發(fā)越來越復(fù)雜。汽車開放系統(tǒng)架構(gòu)的層次化、模塊化、平臺(tái)化技術(shù)則是汽車電子軟件開發(fā)的重要趨勢(shì)。在電動(dòng)汽車的三大電控系統(tǒng)中（電機(jī)控制、電池管理、整車控制），電機(jī)控制作為核心之一，其整體架構(gòu)的研究設(shè)計(jì)對(duì)于汽車電控系統(tǒng)的開發(fā)有重要意義。