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机械自动化设计与制造研究
Research on Mechanical Automation Design and Manufacturing

（三）功率组件集成设计技术
为适应新能源汽车驱动控制系统对驱动电路的固有要求，目前多采用方向
性设计。但是，就目前的集成化设计趋势而言，将来的电力电子器件必然会与其
他电子器件相结合。这两部分构成了一套完整的设备集成体系：一是物理综合体
系，可以使各部件的性能和强度达到较好的平衡，形成一套适用于机械、电子、

热力等多方面的综合设计方案，同时又能达到电机控制的预期指标；二是需求综
合系统，它的构建依据新能源汽车的基本需求，采取从顶层到底层的设计策略，
旨在实现新能源汽车续航里程的增加，同时降低对电池容积的要求。

（四）其他关键技术
除了上述 3 种关键技术外，未来的新能源汽车领域也应考虑一些其他关键
技术。第一，EMC 和可靠性设计是实现新能源汽车电机控制系统产业化所必需
的核心技术。EMC 和可靠性设计是衡量功率电子产品质量的一个重要指标，因
此对其进行更加高效的电磁兼容设计已成为国内外研究的热点。当前，借助有

限元方法，研究者建立了 EMC 的“器件 - 元器件 - 控制”的高层模型，并对其
失效原因进行了深入剖析。此外，还对其在实际应用中的效果进行了检验，目
的是满足电磁兼容的需求。第二，进行车辆功能的安全性设计，可有效排除或

降低因电功能不正常而引起的各类安全风险。目前，达到 ASILC 等级的电机控
制系统对安全性的要求是主流，但是在将来，这个要求有可能上升到 ASILD 水平。
因此，电机控制器的产品设计必须拥有更高的复杂度、更强大的冗余能力及更
强的稳定性。

二、驱动电机关键技术

（一）多相永磁电机技术
在多相电机输出相同功率的母线电压时，其电压往往低于传统的三相电机，

同时也具有更强的容错能力和更小的转矩脉动，因此有效提升了新能源汽车电
驱系统的性能。以双三相永磁同步电机为例，通过电机上的两套绕组，7 次与 5
次谐波磁势得到有效控制和消除，客观上减少了电机的转矩脉动。除此之外，
隔离中线设计不仅降低了系统的阶次，同时也为后期的分析和控制工作创造了
便利，在电机出现故障时，相关技术人员不需要对控制算法进行较大的更改就

能实现电机系统的容错运行控制。因此，加强对双三相永磁同步电机的分析和

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