随着石油能源危机和城市环境污染问题日益严重,全球范围内众多汽车生产大国(如德国、英国和法国等)陆续宣布燃油汽车停产年限,我国近年来也积极推动纯电动汽车的研究与推广。2018年1月至8月期间,我国车用永磁同步电机(PMSM)装机量达到55.1万台,占总车用电机装机量的78.3%。因此研究车用永磁同步电机的控制技术成为汽车行业的热点之一。汽车频繁起动和加速的特点要求电机在基速(额定转速)内有较高的输出转矩,传统i_d=0控制算法虽然实现步骤简单,但转矩输出能力不足。另外汽车高转速的特点要求电机具有较宽调速范围,当逆变器输出电压达到极限值时,电机无法通过升压的方式继续升速。因此需采用弱磁控制算法拓宽电机的调速范围,但弱磁过程中随转速上升转矩输出能力下降较快,并且深度弱磁时电流积分饱和问题造成电流震荡严重。本文针对以上需求和存在的问题研究车用永磁同步电机的控制算法,包含如下主要内容:1.首先,以弱磁扩速能力较好的内置式永磁同步电机为研究对象,通过Clark坐标变换和Park坐标变换在dq坐标下建立数学模型以简化控制算法,并在矢量控制模型的基础上研究空间矢量脉宽调制(SVPWM)。2.其次,在基速范围内研究最大转矩电流比(MTPA)控制算法,在相同电流幅值条件下输出最大的转矩。在高速范围研究基于电压反馈超前角弱磁控制算法,针对高速阶段存在的输出转矩下降较快的问题,研究SVPWM过调制算法提高电压利用率,从而提高转矩输出能力。针对电流积分饱和问题,研究抗积分饱和PI调节的改进算法,提高PI调节器的响应速度,从而提高转速的跟随能力。并对以上算法搭建Simulink仿真模型进行测试验证。3.最后,基于电机控制开发平台,设计了状态调度功能程序、CAN通信子程序以及PWM输出程序等。并在电机硬件在环(HIL)测试平台上,以额定功率为10Kw的永磁同步电机为测试对象,进行了基速范围恒转矩负载起动和加速的测试,高速范围内调速及抗负载干扰能力测试等。测试结果表明,MTPA在基速内最大输出转矩比i_d=0提高了9.5%,弱磁下最大调速范围达到基速的2.22倍,采用SVPWM过调制使得弱磁下输出转矩提高了10%,采用改进抗积分饱和方案使得转速响应速度提高了50%。