课题研究背景及目的

城镇化和工业化的快速发展增加了人们对交通工具的需求，急剧增长的汽车使用量不仅加剧了对化石燃料的依赖，同时汽车排放的尾气使得空气质量恶化。然而与普通的燃油汽车相比，电动汽车具有明显的优势：将电能转化为机械能的过程中几乎不排放污染物；电动汽车的主要能量来源是电能，除火力发电以外，还可以通过水力发电、风力发电、太阳能发电等其他形式的能量转化获得，因此电动汽车作为一种节能环保的交通工具对世界经济和能源具有显著影响。

电驱动系统作为电动汽车的核心技术之一，关系到对电动汽车的行驶性能。三相交流驱动经过数十年的发展被广泛应用于各个行业，近年来大功率交流调速系统越来越引起人们的重视，随着新电力电子器件的不断涌现，通过功率变换器已经可以达到不受传统三相供电的束缚的目的。但是限于电力电子器件的功率等级，一般采用功率器件的串、并联来获得更大功率输出，由此带来均压、均流等一系列问题，影响功率变换的可靠性。目前多电平模块化逆变器在大功率调速系统中被迅速应用，弥补了三相交流调速系统在在大功率、低电压、大电流等场合的不足。而与多电平结构相类似的是多相调速系统，通过增加电机的相数来提高容量，是实现低压大功率的另一个重要途径，目前在电动汽车和舰船推进等领域被广泛使用。

将多相电机驱动应用于电动汽车具有许多突出的优势：采用多相系统，由于相数增加，输出同样大的功率相电流幅值减小，利用现有电流等级的功率器件就能实现，避免了因功率器件并联引起的均流问题；多相电机的转矩脉动更小，降低了电动汽车行驶过程中的噪声和机械振动；最重要的一点就是多相系统具有相冗余的特性，当出现一相或几相故障时，通过调整控制策电机仍能平稳运行，进一步提高了电动汽车的可靠性和稳定性。

为满足调速系统的高性能要求，一般采取速度闭环控制。但是速度传感器的安装给系统带来很多弊端，比如增加了系统的惯性和维护成本，安装不当将影响测速精度和系统的可靠性。因此无速度传感器控制成为现代交流传动控制技术的一个重要研究方向，其基本思想是利用电机的数学模型，结合易于测量的定子电压、电流等信号来估测电机的速度。虽然增加了软件设计的复杂度和计算量，但是随着高运算性能微处理器的不断更新，无速度传感器矢量控制技术在电动汽车驱动系统中具有广阔的的应用前景。

电动汽车国内外发展

早在1881年，法国巴黎最早出现了世界上第一辆以可充电电池为动力的电动汽车。到1890年，全世界约4200辆汽车中，有38%为电动汽车，40%为蒸汽机汽车，22%为内燃机汽车。之后的10年里电动汽车持续高峰发展，有望成为市场的主导。然而由于经济发展对长途客货运输的需求，电动汽车续航里程短、充电时间长的缺陷使得电动汽车的商用化失去了动力。到20世纪80年代，在能源和环境的双重压力之下，电动汽车的研发进入了一个活跃期。这段时间代表的产品主要有：1994年，日本大发汽车公司开发出电动微型面包车“Hi-Jet EV”；1995年，法国标致-雪铁龙公司开发出小型4座电动汽车“P106-SAXO”及同动力平台的客货两用车型；1996年，美国通用汽车公司开发的纯电动汽车“EV1”，最高时速可达128km/h。