电动汽车在新世纪第二个十年以来逐渐成为实体经济中重要的一环，在国民经济中起着举足轻重的作用。作为电动汽车核心零部件之一的驱动电机控制器，对电动汽车的高可靠、高效率、低能耗运行起着非常重要的作用。在电动汽车动力总成中，驱动电机控制系统犹如车辆的;心脏与;神经，既要提供澎湃的动力输出，又要实现毫秒级的精准调节。 ?《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》力图从电动汽车驱动电机系统产品开发的维度详细阐述电动汽车驱动电机控制技术的设计方法，遵循从驱动电机的基本控制原理出发形成控制策略，再从控制策略构建产品可实现的控制算法，进而根据控制算法构建MATLAB/Simulink控制模型，并可基于模型生成控制系统C语言可执行程序的完整产品开发流程。 ?《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》立意新颖，第1章以电动汽车驱动电机产品中最常用的永磁同步电机为例，暂时跳过坐标变换的相关知识，直接从永磁同步电机的物理模型（动态等效电路）入手，构建永磁同步电机的数学模型（动态等效电路电压方程），并依据数学模型构建永磁同步电机的电流环控制策略，进而以电流环控制为基础搭建永磁同步电机的矢量控制架构。然后以矢量控制为主线，引出适用电动汽车驱动电机的最大转矩电流比控制、最大转矩电压比控制、转矩_电流MAP生成、弱磁控制等内容。最后介绍了产品开发实践中的程序标定，为工程落地提供必要依据。 ?为实现驱动电机系统在宽速域范围内的极致性能，包括高动态的转矩_转速外特性、全工况下的高转矩控制精度以及全域高效率运行，第2章系统性地阐述了全域无位置传感器控制、高精度非线性死区补偿、宽电压域过调制等先进控制策略及其实现方法。 ?面对日益严苛的整车驾驶性与舒适性需求，驱动电机控制器的角色已从单纯的;动力执行器演进为关键的;整车动态协调器。第3章突破了传统电机本体的控制边界，将其置于整车层级的复杂工况下进行系统化剖析，对电动汽车整车适配性控制做了详细分析。针对电动汽车NVH性能的先进抑制策略，通过谐波注入对特定阶次电磁噪声进行源头;靶向抵消，利用随机变频技术将刺耳的开关啸叫能量扩散为宽频白噪声，以优化人耳主观感受；引入主动阻尼控制策略，实时抑制由传动系统扭转振动引发的整车低频抖动；提出了基于驱动电机控制系统的主动加热方法，极大提升了车辆在严寒环境下的可用性与能量回收效率。 ?针对驱动电机系统的热估算策略，第4章详细介绍了逆变器结温的估算方法和驱动电机定转子温度的估算方法。系统介绍了基于物理参数的逆变器热网络模型的结温估算方法和驱动电机定转子温度的估算方法，重点阐述了对IGBT功率模块核心芯片结温和冷却液温度的估算，以及通过定子绕组温度的闭环控制实现转子温度的状态观测，为驱动电机控制系统过载能力预测与主动寿命保护提供核心依据。此为电动汽车驱动电机控制器产品的技术难点。 ?在《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》写作过程中，得到了西安交通大学陈国联副教授、黄晶晶教授、东南大学汪波教授，浙江大学章玮副教授，上海交通大学杨喜军副教授，西安电子科技大学王卫东教授，西安建筑科技大学叶鸣教授，杭州电子科技大学杭丽君教授，西北农林科技大学王斌副教授、吴凤娇副教授，西安科技大学杨方讲师的关心和指导，在此特表感谢。在本书联系出版的过程中，得到了郭天祥、于振南、周秭沫、吴建军的帮助，在此一并深表感谢。 ?由于作者水平有限，错漏之处在所难免，请读者不吝赐教，可通过电子邮件liudinewton@163.com与作者联系。

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驱动电机是纯电动汽车的动力心脏，直接决定整车行驶性能，地位等同于传统燃油车的发动机。区别于内燃机依赖燃油燃烧做功，电机依靠电能快速转化为驱动力，承担车辆起步、加速、爬坡、匀速行驶乃至制动能量回收全部动力输出任务。车辆的最高车速、百公里加速、爬坡能力、续航表现、行驶平顺性，全部由驱动电机的功率、扭矩、效率特性主导。同时电机兼顾动力与节能双重需求，电控系统配合电机完成能量管控，电机效率高低直接影响整车电耗与续航里程，是电动汽车实现低碳、高效出行不可替代的核心零部件，也是新能源汽车 ;三电系统 中动力输出端的关键一环。车用驱动电机包含直流电机、感应异步电机、开关磁阻电机、永磁同步电机多条技术路线。直流电机结构简单但体积大、维护成本高，早已淘汰；异步感应电机可靠性强，但低速扭矩弱、轻载工况效率偏低，多用于商用大功率车型；开关磁阻电机成本低但运行噪音、震动明显，驾乘体验较差。而永磁同步电机集成了多重优势，依靠内置永磁体励磁，无需额外励磁电流损耗，低速就能输出大扭矩，起步加速响应迅猛，同时宽转速区间内都能维持超高工作效率，完美适配家用乘用车城市通勤、高速巡航、急加速等多元行驶场景，综合性能全面领先其他电机方案。现阶段全球绝大多数主流乘用车品牌，均将永磁同步电机作为主力驱动配置，使其成为新能源乘用车驱动电机的绝对主流。从性能层面，它体积更小、功率密度更高，能够缩减机舱布置空间，便于整车轻量化设计，进一步降低整车能耗；从市场层面，国内新能源产业链已形成完整的永磁同步电机研发、制造、配套体系，配套成本持续优化，适配不同价位家用车。除此之外，双电机四驱车型普遍采用 ;前永磁同步电机 十 后异步电机 搭配，核心动力输出依旧依靠永磁同步电机，足以印证其不可替代的核心位置。长远来看，依托永磁同步电机的高效特性，车企更容易实现更低能耗、更长续航、更优驾乘质感，因此在当下及未来一段时期内，永磁同步电机仍是电动汽车驱动电机领域的最优主流技术路线。

《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》遵循;理论为基，实践为用的核心编撰思路，不仅力求阐明控制策略的内在机理，更注重展示电机控制算法工程化实现的关键技术细节。书中大量案例源自实际的项目经验，特别是关于转矩控制、噪声抑制、主动加热、结温估算、损耗优化等章节，都是针对当前产业痛点问题的深度提炼。本书可供电动汽车电驱动系统与电机控制器研发、测试从业人员阅读，也可作为高校电气工程、车辆工程、电力电子、电机与电器等专业师生的参考用书。

《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》系统阐述了电动汽车永磁同步电机驱动控制的策略、算法与工程实现，反映了应用层软件开发的最新实践。全书共4章。第1章从电机数学模型和坐标变换出发，深入讲解电流环典型Ⅰ型、Ⅱ型及改进Ⅱ型系统（含零点改造）的精细化设计，MTPA/MTPV工程实现，转矩_电流二维/三维/四维查表，高动态弱磁，以及基于感应电动势的参数与零位标定。第2章聚焦高性能控制，详细介绍基于模型观测器和高频注入的无位置传感器技术、全局与局部死区补偿、过调制算法。第3章结合整车噪声、抖动及低温工况，给出谐波注入/随机变频降噪、谐波补偿/主动阻尼防抖（含滤波器设计）和电池主动加热等解决方案。第4章提供逆变器损耗建模、结温估算以及基于热模型和转子磁链观测的电机温度估算方法。《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》注重技术细节，对零点改造、多维查表、主动阻尼滤波器设计及模型观测器的参数整定等关键点进行了深入分析，提供了大量设计实例，体现了理论到产品实现的闭环，适合新能源电控工程师及高校电气工程、车辆工程、机电一体化、自动控制等相关专业师生阅读参考。

刘迪，西安交通大学工学硕士毕业，长期从事电动汽车驱动电机控制器的产品开发和技术管理工作。已授权专利4项。出版专著《电动汽车永磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》《电动汽车异步电机驱动控制：策略、算法与实现》《超越永磁电动汽车电励磁同步电机驱动控制：策略、算法与实现》。

前言第1章　电动汽车驱动电机矢量控制11.1　驱动电机矢量控制原理11.1.1　驱动永磁同步电机数学模型11.1.1.1　驱动永磁同步电机运行与控制理论分析工具11.1.1.2　驱动永磁同步电机动态等效电路与数学模型21.1.2　驱动永磁同步电机电流环控制31.1.2.1　驱动永磁同步电机经典电流环典型Ⅰ型系统参数设计41.1.2.2　驱动永磁同步电机经典电流环典型Ⅱ型系统参数设计211.1.2.3　驱动永磁同步电机经典电流环改进典型Ⅱ型系统参数设计331.1.2.4　驱动永磁同步电机经典电流环改进典型Ⅱ型系统零点改造461.1.3　驱动永磁同步电机矢量控制基础架构511.1.3.1　驱动永磁同步电机矢量控制下的坐标变换511.1.3.2　驱动永磁同步电机矢量控制基础模型仿真531.1.4　驱动永磁同步电机最大转矩电流比控制561.1.4.1　驱动永磁同步电机最大转矩电流比控制原理分析561.1.4.2　驱动永磁同步电机最大转矩电流比控制工程实现591.1.5　驱动永磁同步电机最大转矩电压比控制631.1.5.1　驱动永磁同步电机最大转矩电压比控制原理分析631.1.5.2　驱动永磁同步电机最大转矩电流比控制工程实现691.2　驱动电机转矩控制实现721.2.1　驱动永磁同步电机电动汽车控制模式721.2.1.1　驱动永磁同步电机转矩控制模式721.2.1.2　驱动永磁同步电机转速控制模式731.2.2　驱动永磁同步电机转矩_电流MAP生成策略741.2.2.1　驱动永磁同步电机转矩_电流二维查表法741.2.2.2　驱动永磁同步电机转矩_电流三维查表法751.2.2.3　驱动永磁同步电机转矩_电流四维查表法751.2.3　驱动永磁同步电机高动态响应弱磁控制策略771.2.3.1　驱动永磁同步电机基于MTPA控制的高动态响应弱磁控制781.2.3.2　驱动永磁同步电机基于MTPV控制的高动态响应弱磁控制801.3　驱动电机控制程序标定831.3.1　驱动永磁同步电机的电机参数标定831.3.1.1　驱动永磁同步电机永磁链的标定策略831.3.1.2　驱动永磁同步电机d轴电感的标定策略851.3.1.3　驱动永磁同步电机q轴电感的标定策略861.3.2　驱动永磁同步电机的磁极零位标定871.3.2.1　驱动永磁同步电机基于感应电动势的磁极零位算法实现871.3.2.2　驱动永磁同步电机基于感应电动势的磁极零位标定步骤88第2章　电动汽车驱动电机高性能控制902.1　驱动电机无位置传感器的矢量控制902.1.1　驱动永磁同步电机高速无位置传感器的矢量控制902.1.1.1　驱动永磁同步电机电流实际检测模型建立912.1.1.2　驱动永磁同步电机电流观测器估算模型建立922.1.1.3　驱动永磁同步电机模型参考自适应模型建立932.1.1.4　驱动永磁同步电机电流观测器控制参数设计932.1.1.5　驱动永磁同步电机位置角估算控制环路设计962.1.1.6　驱动永磁同步电机位置角估算控制参数设计962.1.1.7　驱动永磁同步电机电流观测器控制参数验证992.1.1.8　驱动永磁同步电机位置角估算控制参数验证1032.1.2　驱动永磁同步电机低速无位置传感器的矢量控制1072.1.2.1　驱动永磁同步电机注入高频信号及其解调1082.1.2.2　驱动永磁同步电机低速无位置传感器控制1102.2　驱动电机死区补偿策略1112.2.1　驱动永磁同步电机全局死区补偿策略1112.2.1.1　驱动永磁同步电机全局死区补偿基本原理1112.2.1.2　驱动永磁同步电机全局死区补偿策略实现1142.2.2　驱动永磁同步电机局部死区补偿策略1162.2.2.1　驱动永磁同步电机局部死区补偿基本原理1162.2.2.2　驱动永磁同步电机局部死区补偿基本原理1172.3　驱动电机过调制控制策略1182.3.1　驱动永磁同步电机过调制控制基本原理1192.3.1.1　驱动永磁同步电机过调制控制下的载波调制概述1192.3.1.2　驱动永磁同步电机过调制控制电压幅值调制系数1202.3.2　驱动永磁同步电机过调制控制模型实现1222.3.2.1　驱动永磁同步电机SVPWM过调制控制模型实现1222.3.2.2　驱动永磁同步电机DPWM1过调制控制模型实现1252.3.2.3　驱动永磁同步电机DPWM2过调制控制模型实现128第3章　电动汽车驱动电机整车适配性控制1313.1　驱动电机控制导向的整车噪声抑制方法1313.1.1　驱动永磁同步电机谐波注入的整车噪声抑制方法1313.1.1.1　驱动永磁同步电机谐波转矩的产生机理1323.1.1.2　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环给定值确定1423.1.1.3　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环反馈值提取1453.1.1.4　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环控制系统设计1523.1.1.5　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环与基波电流环协同控制1553.1.1.6　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环参数设计1563.1.1.7　驱动永磁同步电机特征次谐波电流环作用范围1613.1.2　驱动永磁同步电机开关阶次噪声的随机变频抑制方法1653.1.2.1　驱动永磁同步电机噪声背景下随机变频控制1653.1.2.2　驱动永磁同步电机线性同余法实现随机变频1653.2　驱动电机控制导向的整车抖动优化方法1693.2.1　驱动永磁同步电机低速工况整车抖动的谐波补偿方法 1703.2.1.1　驱动永磁同步电机低速工况整车抖动原理分析1703.2.1.2　驱动永磁同步电机抑制低速抖动谐波补偿实现1713.2.2　驱动永磁同步电机的整车抖动主动阻尼控制方法1723.2.2.1　驱动永磁同步电机主动阻尼控制导向的两质量扭转振动系统1743.2.2.2　驱动永磁同步电机主动阻尼控制导向的两质量系统传递函数1783.2.2.3　驱动永磁同步电机主动阻尼控制算法的基本原理和控制框图1823.2.2.4　驱动永磁同步电机主动阻尼控制导向的二阶低通滤波器设计1833.2.2.5　驱动永磁同步电机主动阻尼控制导向的二阶高通滤波器设计1913.2.2.6　驱动永磁同步电机主动阻尼控制算法的模型实现和发展趋势1993.3　驱动电机控制导向的动力电池主动加热控制方法2013.3.1　驱动永磁同步电机低效运行模式的动力电池主动加热方法2023.3.1.1　驱动永磁同步电机低效运行模式的控制原理分析2033.3.1.2　驱动永磁同步电机低效运行模式的控制工程实现2053.3.2　驱动永磁同步电机高频电流注入式动力电池主动加热方法2073.3.2.1　驱动永磁同步电机高频正弦电流注入式主动加热法2073.3.2.2　驱动永磁同步电机高频方波电流注入式主动加热法210第4章　电动汽车驱动电机系统关键部件温度估算2144.1　驱动电机逆变器结温估算方法2144.1.1　驱动永磁同步电机逆变器的损耗估算方法2144.1.1.1　驱动永磁同步电机逆变器IGBT导通损耗2164.1.1.2　驱动永磁同步电机逆变器IGBT开关损耗2204.1.1.3　驱动永磁同步电机逆变器二极管导通损耗2244.1.1.4　驱动永磁同步电机逆变器二极管开关损耗2294.1.2　驱动永磁同步电机逆变器的结温估算方法2324.1.2.1　驱动永磁同步电机逆变器热模型原理2344.1.2.2　驱动永磁同步电机逆变器热模型建模2404.1.2.3　驱动永磁同步电机逆变器热模型参数 2424.1.2.4　驱动永磁同步电机逆变器热模型校正2544.1.2.5　驱动永磁同步电机逆变器热模型实现 2554.1.2.6　驱动永磁同步电机逆变器热模型测试 2624.2　驱动电机定转子温度估算方法2654.2.1　驱动永磁同步电机基于热模型的定转子温度估算方法2664.2.1.1　驱动永磁同步电机热模型基本原理2664.2.1.2　驱动永磁同步电机热模型电路建模2694.2.1.3　驱动永磁同步电机热模型实现建模2724.2.1.4　驱动永磁同步电机热模型损耗计算2814.2.1.5　驱动永磁同步电机热模型闭环校准2864.2.2　驱动永磁同步电机基于磁链观测的转子温度估算方法2874.2.2.1　驱动永磁同步电机基于磁链观测的电流实际观测模型2884.2.2.2　驱动永磁同步电机基于磁链观测的电流观测估算模型2894.2.2.3　驱动永磁同步电机基于磁链观测的模型参考适应控制2904.2.2.4　驱动永磁同步电机基于磁链观测的转子磁链偏差估算2914.2.2.5　驱动永磁同步电机基于磁链观测的转子磁体温度估算292参考文献　293后记　294