电动汽车作为新能源领域的重要组成部分,受到各国政府的高度重视和支持。目前电动汽车的电机控制系统和电池充电系统相互独立,不仅浪费了有限的车载空间,还造成了资源的闲置。为有效解决这些问题,同时响应国家提倡的节能减排、绿色环保的新能源产业发展政策,研究新一代高集成度的电机控制充电一体化设备尤为重要。本文基于高频交流链接技术对电机控制充电一体化拓扑结构进行研究。首先,对车载充电机和电机控制技术的研究现状进行了全面分析;介绍了电动汽车中常用的4种控制电机及其控制策略,结合我国交通路况,通常情况下汽车以中低速运行,且需频繁启停,故选用低速性能更好的永磁同步电机作为电机控制模式下的控制对象。其次,阐述了一体化系统拓扑结构的各个组成部分,分析了充电模式和电控模式下的工作机理;鉴于普通恒流充电法和恒压充电法易造成锂电池过充和欠充,采用恒流恒压充电法作为一体化系统的充电控制方法;鉴于直接转矩控制在电机低速运行时控制精度较低且转矩脉动较大,本文选用了磁场定向控制中的恒直轴电流控制法作为永磁同步电机的控制方法。最后,通过Matlab/simulink软件平台搭建了一体化系统的仿真模型,分别对充电模式和电控模式进行了仿真验证,获得了符合预期的仿真结果。仿真结果表明,一体化系统充电时,各充电阶段过渡平滑,可实现对锂电池的快速充电;一体化系统控制电机时,在加速阶段中,电磁转矩值稳定在150 N.m,电机转速线性上升;当电机转速上升至3000 rpm,进入稳速阶段,电磁转矩值降至117.8 N.m,电机转速停止上升并稳定在设定值。无论是加速过程还是稳速过程,定子电流波形均呈现出良好的三相正弦形态,并且转速在达到给定值后也比较稳定,可以实现对电机转速的有效控制,充分验证了一体化系统拓扑结构和控制策略的可行性。