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

"1"代表整車平臺技術，作為新能源技術的綜合載體，可通過傳統(tǒng)汽車平臺、傳統(tǒng)平臺的電氣化改進以及開發(fā)電動汽車專用平臺來實現(xiàn)。

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

"3"代表動力電池技術、驅(qū)動電機技術和電控技術（即"三電")，這三者是新能源技術的核心。

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

新能源汽車技術發(fā)展體系

1、新能源純電動汽車的電氣控制

新能源電動汽車是由電氣系統(tǒng)和機械系統(tǒng)組成的復雜系統(tǒng)，電機驅(qū)動控制系統(tǒng)是連接驅(qū)動電機與動力電池的中樞，用來調(diào)校整車各項性能，動力電機驅(qū)動控制系統(tǒng)不僅能保障車輛的基本安全及精準操控。新能源汽車電氣控制系統(tǒng)主要包括電力驅(qū)動控制系統(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)動控制系統(tǒng)是其核心部分。

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

純電動汽車的電氣控制構架

（1）能源系統(tǒng)

能源系統(tǒng)為整車提供充足的電能儲備，主要由動力電池HV、電池管理系統(tǒng)BMS、車型充電機OBC、電源轉(zhuǎn)換器DC-DC以及低壓輔助電池組成。車型充電機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，為動力電池組HV充電。動力電池組儲備電能為整車高壓部件供電，同時通過電源轉(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)用于電動汽車的行駛安全，操作方便靈活。主要包含電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動空調(diào)系統(tǒng)、電動真空泵助力制動系統(tǒng)。由于電動汽車上取消了隨時在運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，因此傳統(tǒng)汽車上助力轉(zhuǎn)向、空調(diào)、發(fā)電機、真空等利用發(fā)動機帶動的輔助系統(tǒng)，都必須改由電動的了。

①電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

新能源汽車的助力轉(zhuǎn)向，均采用了電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以助力電機作為直接動力源，當操縱方向盤時，ECU依據(jù)轉(zhuǎn)向盤旋轉(zhuǎn)的方向和轉(zhuǎn)角大小、方向盤對轉(zhuǎn)向機構的扭矩大小以及行車速度快慢等信息，控制助力電機的輸出扭矩大小與方向，再經(jīng)減速機構減速增扭后，加在汽車的轉(zhuǎn)向機構上，使之得到一個與工況相適應的轉(zhuǎn)向作用力，實現(xiàn)轉(zhuǎn)向助力功能。

電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

②電動汽車的電動真空泵助力制動系統(tǒng)

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

③電動空調(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。空調(diào)系統(tǒng)主要任務是調(diào)節(jié)車內(nèi)空氣的溫度，傳統(tǒng)燃油汽車通過發(fā)動機熱源將冷卻液引入到車內(nèi)進行加熱空氣；利用發(fā)動機的富余動力，帶動壓縮機運轉(zhuǎn)，驅(qū)動制冷劑在制冷循環(huán)系統(tǒng)中進行物態(tài)變化，將車內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到國外，達到制冷的效果。

新能源電動汽車因為取消了發(fā)動機，因此電動汽車的空調(diào)系統(tǒng)用電動壓縮機代替了傳統(tǒng)汽車上的機械壓縮機，用PTC加熱器代替了發(fā)動機加熱冷卻液。

電動汽車空調(diào)系統(tǒng)組成

（3）電力驅(qū)動系統(tǒng)

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

輪轂電機電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)

2、新能源純電動汽車電機驅(qū)動控制器

電機驅(qū)動控制單元（MCU）是電動汽車驅(qū)動系統(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，控制電機輸出指定的扭矩和轉(zhuǎn)速，驅(qū)動車輛行駛。實現(xiàn)把動力電池的直流電能轉(zhuǎn)換為所需的高壓交流電、并驅(qū)動電機本體輸出機械能。同時，MCU具有電機系統(tǒng)故障診斷保護和存儲功能。

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。

電機驅(qū)動控制單元

驅(qū)動電機控制器功能：

3、電動汽車驅(qū)動電機的調(diào)速控制方式

（1）電壓調(diào)節(jié)法

早期的直流電機，采用串接電阻調(diào)速電，當電阻值變化時，流過電機的電流亦隨之變化，致使電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩變化；電機阻力矩不變時，電機的轉(zhuǎn)速相應變化。雖然串接電阻調(diào)速的方法簡單，但調(diào)速電阻上會產(chǎn)生能量損耗，經(jīng)濟性較差，一般應用于小功率、不長時間運行的電機。

電阻調(diào)壓調(diào)速

目前，串勵直流電機無級調(diào)速的控制方式通過電力電子器件實現(xiàn)，常用的電力電子器件包括晶閘管、功率場效應晶體管和大功率晶體管。通過控制電力電子元件的相對導通時間，從而改變電機的工作電流，實現(xiàn)電機的變速控制。

電力電子器件控制的串勵電機調(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，目前國內(nèi)大都使用交流﹣直流﹣交流變頻器，其特點：

4、純電動汽車的冷卻系統(tǒng)

純電動汽車驅(qū)動電機大功率輸出時會產(chǎn)生大量的熱量，驅(qū)動電機的控制系統(tǒng)中的大功率半導體元器件，工作電流變大時會產(chǎn)生大量的熱量；動力電池的充電及放電時也會產(chǎn)生大量的熱量；車輛DC/DC變換器、車載充電機工作時也會產(chǎn)生大量熱量。冷卻系統(tǒng)主要對驅(qū)動電機及大功率的控制元器件進行冷卻。

電動汽車的冷卻系統(tǒng)分為風冷與水冷兩種冷卻形式。

風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管道處或電動風扇出風口處，使其被管道或出風口吹入或抽入的風冷卻。

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、冷卻風機、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，純電動汽車和混合動力汽車是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，“電動化、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系統(tǒng)的開發(fā)越來越復雜。汽車開放系統(tǒng)架構的層次化、模塊化、平臺化技術則是汽車電子軟件開發(fā)的重要趨勢。在電動汽車的三大電控系統(tǒng)中（電機控制、電池管理、整車控制），電機控制作為核心之一，其整體架構的研究設計對于汽車電控系統(tǒng)的開發(fā)有重要意義。