SynRM 或将改变电动汽车行业格局

电动汽车 (EV) 的广泛应用可能会使碳排放成为过去。但生产这些汽车意味着，虽然解决了一个环境问题，但又会引发另一个环境问题。虽然电动汽车本身不会产生温室气体，但开采和提炼制造电动汽车电池和电机所需的原材料会产生大量温室气体。此外，各行各业对这些原材料的需求不断拉高了电动汽车的制造成本，导致标价超出了许多消费者的承受能力。

VEHICLE 项目主要由欧盟资助，旨在开发适用于电动汽车的 SynRM，以此改进电池性能和能量存储，从而降低电动汽车的拥有成本。VEHICLE 项目由 INTERREG V Upper Rhine 计划以及 Science Offensive 计划的法德地区（大东部地区、巴登-符腾堡州和莱茵兰-普法尔茨州）的合作伙伴联合资助，这些合作伙伴为跨境卓越研究项目提供资金。

旧机器，新解决方案

SynRM 的高转矩涟波或转矩波动会导致很大的噪音，并带来一个特别难以解决的问题。控制转矩涟波需要超越传统控制算法的控制策略。

由于没有高转矩涟波和由此产生的噪音，并且具有更高的功率密度，SynRM 可以成为可靠的替代品。SynRM 没有永磁体，成本较低，性能良好，可作为 PMSM 和转子同步电机或感应电机之间的折衷方案。SynRM 的生产也比其他电机更简单、更高效。然而，它们的弱点阻碍了其进入电动汽车市场。

万事开头难

国立斯特拉斯堡应用科学学院的团队利用 Simulink 及其预先构建的 SynRM 和 EV 动力传动系统模型，开始开发和测试先进的控制策略。他们利用 Simscape Electrical™ 对电动汽车的电池和转换器进行了建模。“MATLAB 和 Simulink 使我们能够快速构建该电机的模型，”Saadi 说。

该团队在家中验证了他们的先进控制策略，通过仿真来确定最大限度减少转矩涟波的策略。该团队还针对典型方法（例如 PI 控制器）测试了他们提出的先进算法。

重返实验室

“Speedgoat 提供了一个强大的端口，”Saadi 说。“它与 MATLAB 和 Simulink 兼容，使我们能够实时测试我们的 Simulink 模型。”

SynRM 的未来

但是 VEHICLE 项目的 SynRM 尚未适用于汽车行业。虽然高转矩涟波是 SynRM 在电动汽车中应用时遇到的主要障碍，但研究人员仍然需要提高机器的功率密度并改善热管理。Mesbahi 表示：“我们的研究人员正在努力应对这一挑战，使同步磁阻电机更适合电动汽车应用。”国立斯特拉斯堡应用科学学院团队正在使用 MATLAB 开发 AI 算法来构建热管理解决方案。

除了进一步完善 SynRM 的控制算法外，这种电机可能对汽车行业更具吸引力，因为欧盟委员会的数字产品护照计划将在未来几年内生效。该计划旨在通过要求对产品制造所涉及的材料和供应链透明来促进可持续发展和循环经济，以便客户能够更好地了解产品对环境的影响。Mesbahi 表示：“没有磁铁的机器将在这个新市场中占据优势。”

然而，该项目的主要目标是降低电动汽车的总拥有成本。Mesbahi 说道：“我们还有许多工作要做。”但在创建能够实现更平稳、更安静的驾驶的算法方面，他们领先一步。“为此，我们的研究活动将继续致力于优化电动汽车的总拥有成本，并开展一项大型欧洲研究项目，该项目预算为 500 万欧元，涉及七个国家的 14 多家欧洲合作伙伴。”ENERGETIC 项目旨在利用智能电池技术和连接性并集成新一代电池管理系统 (BMS) 来优化储能性能。