近年来,电动汽车因其具有无污染、噪声低、结构简单可靠、能量转换效率高、电能源来源广等优势,在全球得到迅速发展。到2030年,欧洲、日本等汽车生产大国将不再生产燃油车,转而生产新能源汽车,电动汽车的发展已是一个全球化的必然趋势。电动汽车的动力来源于电机,电机和电机控制就成为了电动汽车的核心技术,电机控制技术的开发成为了当前研究的热点且具有超强的产业需求。随着电子技术的飞速发展,过去一段时间流行的手写代码的程序开发模式,由于存在开发周期长、代码错误率高、测试成本昂贵等缺点,不能满足代码验证、团队合作的需要和产业界的需求,已经被淘汰。本文以异步电机控制系统为研究对象,以缩短开发周期、提高软件安全性和可靠性为目的,研究了异步电机矢量控制算法,采用基于模型设计的方法完成了电机控制系统软件开发。主要工作和研究成果如下:①从异步电机同步旋转坐标系的动态数学模型出发,研究了基于转子磁场定向矢量控制算法的原理,分析了存在电压耦合的原因并给出了解耦方法;为使电机在中、高速阶段可实现最大转矩输出,设计了最大化转矩的最优电流弱磁控制策略;针对电动汽车的控制特点,设计了转矩电流和励磁电流闭环PI调节器;最后推导了三角形接法电机SVPWM调制技术的实现。②根据基于模型设计的工作流程,在MATLAB/Simulink环境下建立了转子磁场定向矢量控制算法模型、异步电机数学仿真模型和汽车负载模型。对电动汽车的加速过程进行了仿真实验,仿真结果表明设计的矢量控制算法具有良好的动态性能,能够满足电动汽车的要求。对矢量控制算法模型做了软件在环(SIL)测试,验证了算法模型的正确性。③将仿真系统中的输入、输出物理信号用DSP的外设模块代替,并根据硬件实际参数,建立了信号的转换算法模型,然后将其与算法模型集成,得到了系统软件模型,利用Model Advisor工具验证了系统软件模型符合MISRA C:2010、ISO26262和MAAB等汽车软件安全标准,最后优化模型配置并生成了产品级嵌入式C代码。④为验证软件代码的有效性和可靠性,并根据某电动汽车的实际需求设计了一款电压源型电机控制器硬件系统。该控制器以TMS320F28069为核心,具备电机控制、汽车档位、加速、制动信号检测、CAN通信等功能。⑤最后,在电机控制实验平台和试验车上对所设计的控制器及其软件程序进行了全方位的验证和部分实验。实验结果表明,本文设计的控制器硬件和软件能满足电动汽车的功能需求,使用基于模型设计的方法自动生成的程序代码能稳定、可靠地运行。