電動汽車高品質驅動系統

電動汽車高品質驅動系統

與傳統汽車相比，電動汽車更加節能、排放更低，因而得到了廣泛應用。電動汽車采用電機驅動行駛，因而電機驅動系統是電動汽車的核心部分。為了獲得高性能的電動汽車，則需要提高驅動系統的品質。整個驅動系統除驅動電機以外，還包含電機控制器、直流-直流轉換器、逆變器和高壓動力電池。其中，除電機外最為核心的部件為逆變器。逆變器通過采用脈沖寬度調制方式，實現驅動系統直流電和交流電之間的轉換，其性能好壞直接關系到整個電動汽車性能的高低。因此，對包含逆變器在內的3種不同架構驅動系統進行了研究，通過仿真對比給出了性能最好的驅動系統架構。

逆變器參數中，相位個數對逆變器性能和電機操作具有顯著影響。在設計電動車高品質驅動系統架構時，為了保證電機能夠產生穩定的圓形旋轉磁場，并省去電機內部中性導體的使用，設計的逆變器相位至少3個。基于此，共設計了3種不同的驅動系統架構。第一種架構稱為m3架構（圖1），其采用一個三相電壓型逆變器和一個三相永磁同步電機，逆變器相位通過電機控制電路H橋與相應的電機相位相連；第二種架構稱為m3h架構（圖2），其同樣采用一個三相電壓型逆變器和一個三相永磁同步電機，但是其逆變器相位與H橋電路中間位置相連，左右看作兩個半橋；第三種架構稱為m6架構（圖3），其采用一個六相電壓型逆變器和一個六相永磁步進電機。采用電磁場有限元仿真軟件JMAG對這3種架構進行分析。分析結果顯示：電機最高轉速下，m6架構與m3架構下驅動系統的最大轉矩相等，約高于m3h架構的最大轉矩值13.4%；電機空載情況下，m6架構的效率最高，達到了90%；在汽車行駛速度范圍內，m6架構的驅動系統表現出最好的性能。

圖1m3架構

圖2 m3h架構

圖3m6架構

RalfD?bleretal.2016 18th European Conference on Power Electronics and Applications,Stuttgart Sept.05-09,2016.

編譯：張振偉