- 关于：电驱系统的PWM变频/变调制策略定义指南
- 文字原创，Mr.H；素材来源：AVL, BW，智新科技，网络
- 结合实践经验，对相关信息做了系统性的梳理和整合，相关参考详见文末
导语：车用电驱动系统的性能优化是一个复杂的过程，其中PWM（脉宽调制）策略的制定起着至关重要的作用，其合理性直接影响了系统效率、谐波损失、动态响应、电磁兼容性（EMC）、NVH、直流链路波纹、热管理与可靠性、功率开关行为等多重因素。关于这里面的逻辑，知识星球星友们也多次留言提到，今天我们就一起看看：如何定义车用电驱动系统的PWM变频/调制策略呢？要考虑哪些因素？如何考虑？
目录
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1.1 为什么需要PWM？
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1.2 什么是PWM？ -
1.3 如何用PWM实现电机控制？
3. 结语
01
PWM变频调制策略的基础
1.1 为什么需要PWM？
——驱动系统架构与工作原理
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逆变器是控制电机的设备，通过三相交流电流的频率可以确定转子的速度，通过三相电压的幅值可以确定电机的载荷 -
为了实现上述目标，逆变器还需要一些传感器，这里面有：相电流传感器（图示只显示了U/V两相，第三相计算获得）、确定电机温度的温度传感器、确定电机位置和转速的传感器 -
为了得到正确的转速和扭矩，逆变器需要接受来自驾驶员或车辆VCU的设定值
1.2 什么是PWM？
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称PWM）作为一种跨越ICE与EV技术的控制方法，显得尤为重要。那么，脉冲宽度调制究竟是什么呢？
其实，PWM是电气工程中多个领域广泛采用的一种技术，用于实现电气元件的高效且可变的控制。PWM是一种通过数字输出来控制模拟设备的方法，通过快速切换供应给元件的电源电压的通断，从而改变该元件上的平均电压。
简单来说，当脉冲处于高电平（ON）的时间越长，平均电压就越高；反之，当脉冲处于高电平的时间越短，平均电压就越低。在这个过程中，脉冲的频率保持不变，只有高电平的时间长度（即占空比）发生变化。如果将电压表连接到被控制的元件上，读到的将是平均电压值。而脉冲的切换过程则需要使用示波器才能观察到。
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补充说明下占空比的概念：占空比（Duty Cycle）是用来表示脉冲处于高电平时间占比的术语。如果脉冲在半个周期内有一半时间处于高电平，另一半时间处于低电平，那么这将被表示为50%的占空比。同样地，如果脉冲在周期内只有25%的时间处于高电平，那么占空比就是25%。
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1.3 如何用PWM实现电机控制？
PWM波形是PWM技术实现电机控制的基础。PWM波形由一系列不同宽度的矩形脉冲组成，这些脉冲的宽度（即占空比）决定了输出信号的平均电平。
在PWM技术中，输入信号经过一个频率固定的基准信号（参考信号）进行周期性采样，并产生相应比例的固定宽度脉冲。这些宽度不同的脉冲被送到开关电路，根据激励脉冲的大小控制开关电路的通断情况，从而在连接负载的电路中输出模拟信号。通过调整PWM波形的占空比，可以精确地控制电机的工作状态，如电机的转速、扭矩等。
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在电动汽车蓬勃发展的时代，驱动系统的性能直接影响着车辆的整体表现，而PWM（脉宽调制）控制策略则是驱动系统中的核心技术之一。它就像电动汽车的“神经中枢”，精准地调控着电机的运行，对电动汽车的性能有着至关重要的影响。
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3 结语
上文中我们提到PWM策略定义的核心目标：在保障系统可靠性的前提下，优化效率（例如减少谐波/开关损耗）、提升电压利用率，并满足NVH、EMC、DC链路电压波动等约束。
但是，这些目标并非同等重要，而是有着明确的优先级排序。关于这一点是个很有趣的话题，大家可以先行思考下，感兴趣可在文末留言。下一期中我会分享一些实践经验说明这个问题。
PWM变频/变调制策略是一个核心应用技术，一般会将这类方法和能力统一概括为"系统约束整合"，这是实现系统功能、逻辑、性能最佳实践的重要环节，这也是我们作为系统工程师必备的核心能力和价值所在。感谢你的阅读，希望本篇有所帮助！
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