无速度传感器的电动汽车电机控制技术研究(3)
2）电动汽车便于电子控制，其电机采取变频调速，稳态特性可随情况进行变化[2]；
3）进行四象限运行，无需采用制动齿轮装置，因此自带制动转矩，制动时设备损耗大幅减少，结构简单，文修方便[3]；
4）电机结构对称，运行稳定性高，不会轻易产生高温发热，材料使用寿命长，减少汽车保养工作量；
5）电动汽车的能源利用高效彻底，来源广泛，使地球能源开发趋于平衡，且有很高的环保效益。
1.2 电动汽车的发展历史及现状
1.2.1 国内电动汽车发展现状
1.2.2 国外电动汽车发展现状
1.3 电动汽车中异步电机的应用
电动汽车驱动系统的核心部分就是电动机，电动机性能的好坏直接决定了整个汽车性能的好坏，在电动汽车中这一点尤为突出。在电动汽车系统中应用到了多种电动机，如直流电动机，永磁同步电机，异步电机等。电动汽车在运行过程中会不断变换工作状态，因此车内驱动系统的电机也会处于时刻变化的工作状态中，如汽车启动、汽车加速、汽车减速、停车等，这就要求在面对不同工作环境时，要保证汽车驱动系统的可靠性，以满足汽车安全安全行驶的要求。因此，作为电动汽车驱动部分的电机应该满足这些条件：
1）采用高电压，逆变器成本低，电机尺寸小；
2）电机要转速高，质量轻；
3）电机的带负载启动性能好，加速时能稳定加速；
4）电机运行效率高，节约能源，使用时间长；
5）电机在突发状况下的运行可靠性高，稳定性强；
6）电机的制造成本低廉。
以下为各种电动汽车的专用电机性能对照表。
表1.1 电动汽车专用电机性能对照表
项目 直流电机 异步电机 永磁同步电机
功率密度 低 中 高
峰值效率/% 85~89 90~95 95~97
负荷效率/% 80~87 90~92 85~97
转速范围（r/min） 4000~8000 12000~15000 4000~10000
坚固性 差 好 一般
体积（重量） 重 中 轻
成本（美元/KW） 10 8~10 10~15
抗震性 差 好 一般
实用技术积累 好 好 一般
与相同转速的直流电机相比较，若两者功率相同，直流电机的体积与重量都比异步电机要大得多，而且异步电机的制造与控制成本都比同步电机成本要低。异步电机的衍生品很多，能根据不同的工作环境派生出不同的电机产品[7]，比同步电机的应用面更广阔。将异步电机与永磁同步电机相比，在电机的运行效率上或许永磁同步电机更胜一筹，但异步电机的工作效率也很高，并且其低廉的成本和很高的运行可靠性足以弥补这一缺点。由于异步电机的出色性能和极高的性价比，其在电动汽车中的应用非常广泛。
1.4 无速度传感器矢量控制技术的发展现状
异步电机矢量控制技术是德国人率先提出来的。它的基本思想是通过一系列等效变化将异步电机模拟成直流电机来进行控制[4]，从而达到对电机转矩和磁链的解耦控制[5]。矢量变换的最终目的是实现对异步电机定子电流的分解[6]，并在同步旋转坐标系下对分解电流进行独立控制[7]，这样就能像控制直流电机那样来控制异步电机了。