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電動汽車用驅動電機系統中的

發布時間: 2022-10-02 19:27:22

❶ 純電動汽車電機驅動系統有哪幾部分組成

電機驅動系統主要由中央控制器、驅動控制器、電動機、冷卻系統、機械傳動裝置等組成。

❷ 驅動電機基礎知識

電機驅動系統是純電動轎車中的關鍵系統,純電動轎車的運行性能主要取決於電機驅動系統的類型和性能。純電動轎車的驅動系統一般由整車控制器、電機、逆變器、DC- DC、減速器以及驅動輪構成。典型的純電動汽車驅動系統,如圖 1 所示。

電機系統作為純電動汽車的唯一動力源,承擔著電動汽車加速、減速、爬坡、高速勻速行駛等復雜工況的動力需求。同時汽車的工作環境惡劣,可靠性要求極高。
純電動汽車驅動系統要求

項目 | 直流電機 | 交流電機 | 永磁同步電機 | 開關磁阻電機
----|------|----|-----
比功率|低|中|高|較高
峰值效率(%)|85 89|94 95|95 97|85 90
負荷效率(%)|88 91|79 85|90 92|78 86
轉速范圍(rpm)|4000 8000|9000 15000|4000~10000|>15000
可靠性|差|好|中|好
功率密度|低|中|最高|中
過載能力(%)|200|300 500|300|300 500
成本(¥/kw)|高|低|高|低於感應電機
控制操作性能|最好|好|好|好
控制器成本|低|高|高|一般
輸出功率相對成本(元/kw)|1.0|0.8 1.2|1 1.5|0.6~1.0
近十年來,電動車電機驅動系統主要是開發系列化的交流非同步電動機驅動系統、永磁無刷電動機驅動系統和開關磁阻電動機驅動系統。與原來的直流有刷電機驅動系統相比,以上驅動系統具有明顯優勢,其突出優點是體積小,質量輕,調速范圍廣,可靠性高。上表給出了各種電機驅動系統的性能比較。目前,美國的汽車公司大多採用高速、高效的交流非同步電動機驅動系統,日本的汽車公司基本上採用永磁同步電動機驅動系統。

非同步電動機其特點是結構簡單,堅固耐用,成本低廉,運行可靠,低轉矩脈動,低雜訊,不需要位置感測器,轉速極限高。

非同步電動機矢量控制調速技術比較成熟,使得非同步電動機驅動系統具有明顯的優勢,因此被較早應用於電動車的驅動系統,目前仍然是電動車驅動系統的主流產品(尤其在美國),但己被其他新型無刷永磁牽引電動機驅動系統逐步取代。

最大缺點是驅動電路復雜,成本高;相對永磁電動機而言,非同步電動機效率和功率密度偏低。

永磁無刷電動機可採用圓柱形徑向磁場結構或盤式軸向磁場結構,由於具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調速范圍,發展前景十分廣闊,在電動車輛牽引電機中是強有力的競爭者,已在國內外多種電動車輛中獲得應用。

內置式永磁同步電動機也稱為混合式永磁磁阻電動機。該電機在永磁轉矩的基礎上疊加了磁阻轉矩,磁阻轉矩的存在有助於提高電機的過載能力和功率密度,而且易於弱磁調速,擴大恆功率范圍運行。內置式永磁同步電動機驅動系統的設計理論正在不斷完善和繼續深入,該電機結構靈活,設計自由度大,有望得到高性能,適合用作電動車高效、高密度、寬調速牽引驅動。這些引起了各大汽車公司同行們的關注,特別是獲得了日本汽車公司同行的青睞。當前,美國汽車公司同行在新車型設計中主要採用內置式永磁同步電動機。

表面凸出式永磁無刷直流電機也稱為永磁轉矩電動機,相對內置式永磁同步電動機而言,其弱磁調速范圍小,功率密度低。該結構電機動態響應快,並可望得到低轉矩脈動,適合用作汽車的電子伺服驅動,如汽車電子動力方向盤的伺服電機。

無位置感測器永磁同步電動機驅動系統也是當前永磁同步電動機驅動系統研究的一個熱點,將成為永磁同步電動機驅動系統的發展趨勢之一,具有潛在的競爭優勢。

永磁同步電動機驅動系統低速時常採用矢量控制,高速時用弱磁控制。

從20世紀os年代開關磁阻電動機驅動系統問世後,打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式;並隨著磁阻電機,永磁電機、電力電子技術和計算機技術的發展,交流電機驅動系統設計進入一個新的黃金時代;新的電機拓樸結構與控制方式層出不窮,推動了新一代機電一體化電機驅動系統迅猛發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動系統已成為各國研究和開發的主要熱點之一。

SRD開關磁阻電動機驅動系統的主要特點是電機結構緊湊牢固,適合於高速運行,並且驅動電路簡單、成本低、性能可靠,在寬廣的轉速范圍內效率都比較高,而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電動機驅動系統很適合電動車輛的各種工況下運行,是電動車輛中極具有潛力的機種。SRD的最大缺點是轉矩脈動大,雜訊大。此外,相對永磁電機而言,功率密度和效率偏低;另一個缺點是要使用位置感測器,增加了結構復雜性,降低了可靠性。因此無感測器的SRD也是未來的發展趨勢之一。

永磁式開關磁阻電動機也稱為雙凸極永磁電動機,永磁式開關磁阻電動機可採用圓柱形徑向磁場結構、盤式軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上疊加了永磁轉矩,永磁轉矩的存在有助於提高電機的功率密度和減小轉矩脈動,以利於它在電動車輛驅動系統中應用。

轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車公司研發中心的極大關注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電動機具有磁場控制能力,類似直流電動機的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合電動車輛牽引電動機低速大力矩和恆功率寬調速的需求。目前該電機的研究處於探索階段,電機的機理和設計理論有待於進一步深入研究與完善,作為候選的電動車輛牽引電動機具有較強的潛在的競爭優勢。

開關磁阻性能好,優點明顯同時缺點也非常明顯,相關知識可參考以下鏈接。
開關磁阻電機基本介紹: 開關磁阻電機基礎知識 、 網路:開關磁阻電機 、 開關磁阻電機特點及應用

在上表中我們可以看出交流非同步電機的優點是:可靠性高,過載能力強、成本稍低,缺點是:功率密度相對較低、效率較低。永磁同步電機的優點是:效率高、功率密度高,缺點是:可靠性稍低,過載能力較低,成本較高。
針對這兩類電機的優缺點個人認為:
1)交流非同步電機比較適合用在大巴車、物流車等對安裝布置空間不敏感,要求過載能力強的車型上。
2)永磁同步電機比較適合用在乘用車上,乘用車對安裝布置空間要求高,一般不會產生過載。

如上表所示感應電機的損耗主要包括:轉子銅損、雜散損耗、定子銅損(磁通電流)、定子銅損(轉矩電流)、摩擦和風阻損耗、定子鐵損這幾部分組成。相同功率的永磁電機相比感應電機沒有轉子銅損和定子銅損(磁通電流)因此永磁電機相比感應電機效率更高。

交流非同步電機只使用鐵和銅材料組成不使用永磁材料, 永磁材料 溫度特性差(一般80℃經過特殊處理的能夠達到200℃),且易於粉化腐蝕,必須通過調整其化學成分和採取表面處理方法使之得以改進,才能達到實際應用的要求。相比交流非同步電機永磁同步電機在耐溫性能差和高轉速下永磁容易產生機械損傷,因此永磁同步電機相比交流非同步電機可靠性要差。
同時由於永磁同步電機磁場是由永磁體產生如不採取弱磁控制磁場強度是「恆定的」如果電機處於高轉速下,電機的反電動勢很可能會超過控制器的最高輸出電壓造成控制器損壞。因此在電機高速運行時會進行弱磁控制降低反電動勢,以提高電機轉速。

新能源汽車電驅系統是怎麼

現代電動汽車電驅動系統主要由四大部分組成:驅動電機、變速器、功率變換器和控制器。驅動電機是電氣驅動系統的核心,其性能和效率直接影響電動汽車的性能。驅動電機和變速器的尺寸、重量也會影響到汽車的整體效率。功率變換器和控制器則對電動汽車的安全可靠運行有很大關系。

純電動汽車驅動電機,電力驅動系統類型

按電力驅動系統的組成和布置形式不同,純電動汽車分為機械傳動型、無變速器型、無差速器型和電動輪型四種類型。

  • 機械傳動型純電動汽車

由發動機前置後輪驅動的燃油汽車發展而來,保留了內燃機汽車的傳動系統,只是把內燃機換成了電動機。這種結構可以提高純電動汽車的起動轉矩及低速時的後備功率,對驅動電動機要求低,可選擇功率較小的電動機。

  • 無變速器型純電動汽車

驅動系統的最大特點是取消了離合器和變速器,採用固定速比減速器,通過電動機的控制實現變速功能。這種結構的優點是機構傳動裝置的質量較輕、體積較小,但對電動機的要求較高,不僅要求有較高的起動轉矩,而且要求有較大的後備功率,以保證純電動汽車的起步、爬坡、加速等動力性能。

  • 無差速器型純電動汽車

結構採用兩個電動機,通過固定速比減速器分別驅動兩個車輪,每個電動機的轉速可以獨立調節。當汽車轉向時,由電子控制系統實現電子差速,因此,電動機控制系統比較復雜。

  • 電動輪型純電動汽車

將電動機直接裝在驅動輪內(也稱為輪轂電動機),可進一步縮短電動機到驅動車輪之間的動力傳遞路徑,但需要增設減速比較大的行星齒輪減速器,以便將電動機轉速降低到理想的車輪轉速。這種結構對控制系統控制精度和可靠性的要求較高。

電力驅動系統特性

  1. 能量轉換效率高

  2. 無污染、零排放、對環境友好

  3. 靈活方便控制工作狀態

  4. 系統工作狀態不會受到外界環境的影響

  5. 總體重量不變

  6. 無雜訊,對環境沒有影響

  7. 安全性好

何為電動汽車三合一電驅系統技術?

電動汽車三合一電驅系統技術是指將電控、電機和減速器集成為一體的技術,隨著電動汽車技術的不斷演進,集成化設計將無可爭辯地成為未來發展的趨勢。

目前市面上比較前列的電動驅動系統

  • GKN吉凱恩(納鐵福)

在不需要純電動或混合動力驅動時,可以通過一個集成的切斷裝置將電動機從傳動系統中斷開,該裝置採用了機電驅動離合器。GKN還對齒輪和軸承布置進行了優化,實現更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。

  • 博世Bosch

博世Bosch新動力系統e-axle電動軸,使電動軸驅動可提供更佳的續航力。博世BOSCH電驅動橋特點:高度集成化、簡化冷卻管路和功率驅動線纜、平台化設計靈活適配不同車型。

  • ZF三合一電驅系統

采埃孚(ZF)研發的適用於小型和中型轎車的電動車驅動產品,能很好的適應未來的城市交通狀況。利用多面壓合連接技術來實現鋁制推力桿與鋼制橫結構的鏈接,具備電能轉化效率高和性能優異的特點。

❹ 電動汽車有哪幾種驅動電機

1、直流電動機

在電動汽車發展的早期,很多電動汽車都是採用直流電動機方案。主要是看中了直流電機的產品成熟,控制方式容易,調速優良的特點。但由於直流電動機本身的短板非常突出,其自身復雜的機械結構(電刷和機械換向器等),制約了它的瞬時過載能力和電機轉速的進一步提高;

而且在長時間工作的情況下,電機的機械結構會產生損耗,提高了維護成本。此外,電動機運轉時的電刷火花會使轉子發熱,浪費能量,散熱困難,還會造成高頻電磁干擾,這些因素都會影響具體整車性能。

2、交流非同步電動機

交流非同步電機是目前工業中應用十分廣泛的一類電機,其特點是定、轉子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉子之間沒有相互接觸的機械部件,結構簡單,運行可靠耐用,維修方便。交流非同步電機與同功率的直流電動機相比效率更高,質量約輕了二分之一左右。

如果採用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調速范圍。由於有著效率高、比功率較大、適合於高速運轉等優勢,交流非同步機是目前大功率電動汽車上應用最廣的電機。

電動汽車主要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成,其中的電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分,決定了電動汽車的性能指標。因此,對於驅動電機的選擇就尤為重要。

在環保的大環境下,電動汽車也成為了近年來研究的熱點,電動汽車在城市交通中可以實現零排放或極低排放,在環保領域優勢巨大,各國都在努力發展電動汽車。電動汽車主要是由電機驅動系統、電池系統和整車控制系統三部分構成,其中的電機驅動系統是直接將電能轉換為機械能的部分,決定了電動汽車的性能指標。因此,對於驅動電機的選擇就尤為重要。

對於電動汽車性能的評定主要是考慮以下三個性能指標:

(1)最大行駛里程(km):電動汽車在電池充滿電後的最大行駛里程;

(2)加速能力(s):電動汽車從靜止加速到一定的時速所需要的最小時間;

(3)最高時速(km/h):電動汽車所能達到的最高時速。

❺ 純電動汽車的驅動系統由哪些部分組成

電動汽車由動力電池、底盤、車身和電器四部分組成。動力電池作為電動汽車的重要組成部分,分為電池模組、電池管理系統、熱管理系統、電氣及機械繫統這四個主要部分。底盤由驅動電機及控制系統、行駛系統、轉向系統和制動及能量回收系統四部分組成。

純電動汽車驅動系統的組成如圖7所示,主要由中央控制單元、驅動控制器、驅動電動機、機械傳動裝置等組成。為適應駕駛人的傳統操縱習慣,純電動汽車仍保留了加速踏板、制動踏板及有關操縱手柄或按鈕等。不過在電動汽車上是將加速踏板、制動踏板的機械位移量轉換為相應的電信號輸入到中央控制單元來對汽車的行駛實行控制的。對於擋位變速桿,為遵循駕駛人的傳統習慣,一般仍需保留,同樣除傳統的驅動模式外也就只有前進、空擋、倒退三個擋位,並且以開關信號傳輸到中央控制單元來對汽車進行前進、停車、倒車控制。

❻ 電動汽車驅動電機控制系統故障怎麼維修和保養呢

電動汽車驅動電機控制系統發生故障較為常見,一般按照性質劃分,可分為電氣故障和機械故障,這兩類故障若不及時得到解決,會對電動汽車自身造成嚴重的傷害和影響。而深入其中進行探究,我們發現引起這兩類故障的因素較多,且因素的不確定性較大,比較難以判斷和甄別,有時可通過異響、異溫等異常情況來進行判斷。針對這些故障我們可以有針對性地進行維修,具體如下。

如果是電壓造成的電機升溫,需要調整電壓;如果電機籠型轉子斷條或繞線轉子線圈接頭松脫造成的電機升溫,可更替銅條轉子和鑄鋁轉子。當然也不排除一些其他的故障因素,針對不清楚的緣由,要及時去維修站進行檢修。

以上就是小編的全部介紹,希望可以幫助到大家。

❼ 新能源汽車驅動電機的功能是什麼

驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。

一、新能源汽車驅動電機綜述

1.驅動電機的定義驅動電機(drive motor)是將電能轉換成機械能為車輛行駛提供驅動力的電氣裝置,該裝置也可具備機械能轉化成電能的功能。驅動電機系統主要由驅動電機、驅動電機控制器及它們工作必須的輔助裝置組合而成,其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。

2.主要參數新能源汽車電機核心指標包括:效率、功率密度、轉矩密度,其中效率包括最高效率以及高效區。

(1)持續轉矩:車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下,規定的SI工作制下的最大、長期工作的轉矩。

(2)最高工作轉速:相應於電動汽車最高行駛車速的電機轉速,車用驅動電機系統在額定電壓條件下,在該轉速時應能以額定功率運行。

(3)峰值功率車用驅動電機系統在額定電壓、額定轉速條件下,在一定的持續時間內能輸出的最大功率。對於純電動商務車用驅動電機系統,持續時間規定為60s;對於純電動乘用車和混合動力車用驅動電機系統,持續時間規定為30s。

3.新能源汽車對驅動電機的基本要求

(1)新能源汽車電機要求結構緊湊、尺寸小、功率密度高、轉矩密度高。

整車布置空間有限,尤其是乘用車,因此對電機系統(電機和控制器)要求結構緊湊,尺寸小。如果要達到上述目的,必須提高電機系統的功率密度和轉矩密度。

(2)新能源汽車電機的可靠性要求高。

整車運行環境惡劣,比如整車的振動、電池電壓劇烈的波動,這些都是新能源汽車電機面臨的惡劣環境。而作為整車,必須考慮到人身安全。因此,以上兩個特點使得對新能源汽車可靠性提出更高要求。

(3)新能源汽車電機要求效率高、高效區廣、重量輕。

整車上電池容量有限,又要盡可能提高續航里程,這就要求整車的電機系統效率要高,高效區必須廣,這樣才能提高整車的續航里程。此外,電機系統的重量必須要輕,這也是提高整車續航的方法之一。

(4)新能源汽車電機要求低噪音、低振動,滿足消費者對車輛舒適性的追求。

(圖/文/攝: 問答叫獸) Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鵬汽車P7 @2019

❽ 新能源汽車電機驅動系統主要由什麼組成

新能源汽車電機驅動系統是新能源汽車的三大核心部件之一,主要由驅動電機和電機控制器兩部分組成。新能源汽車電機驅動系統包括電力電子變換器以及相應的控制器。

目前,新能源汽車常用的驅動電機主要包括直流電機、交流非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。最早應用於電動汽車的是直流電機,主要特點是控制性能好、成本低。新能源汽車驅動電機類型。隨著新能源汽車對電機的寬調速范圍、高功率密度、輕量化、高效率、高安全性、低成本等諸多要求的提高,直流電機已經被淘汰,永磁同步電機使用逐步廣泛。永磁同步電機的代表為豐田Prius系列。

豐田公司在1997 年便研發出世界上第一款成熟的混合動力汽車—Prius,迄今為止已發展到第4代。第4代Prius 電機採用了分段線圈式定子,轉子磁路結構也做了改變,電機的峰值功率為53 kW,峰值轉矩為163 N·m,最高轉速更是達到17 000 r /min。電機控制器,又稱智能功率模塊,是電動汽車的核心控制單元,其通過硬線直接採集加速/減速信號、制動信號、擋位信號,通過CAN 匯流排採集動力電池狀態信息,解析駕駛員意圖並根據車輛的狀態控制驅動電機工作,實現車輛的正常行駛。電機正轉反轉都是電機控制器控制的,對電機還起到保護的作用。

(圖/文/攝: 問答叫獸) 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019

❾ 電動汽車有哪幾種驅動電機

直流電動機、交流電動機、永磁同步電動機交流非同步電動機等等

❿ 電動汽車驅動電機控制系統工作原理是什麼呢

電動汽車驅動電機控制系統,可視為電動汽車自身的「動力部門」、「運轉部門」,它的存在可支撐電動汽車持續前行,是電動汽車能量的存儲地,更是在能量與車輪轉動間的「紐帶」,是至關重要的存在,也是電動汽車三大核心部件之一。

電動汽車驅動電機控制系統是電動汽車性能的核心體現,包括最大功率、最大轉速等等,也間接決定了電動汽車的架勢舒適度,因此,對於它的檢驗、維修、保養不可掉以輕心。電動汽車驅動電機控制系統主要由自轉系統和機械傳動系統組成,自轉系統主要提供動能,機械傳動系統主要用來將動能傳遞到車輪,使得電動汽車可以行駛起來。

電機控制器內提供電機工作狀態信息的是溫度感測器、變壓器等部件,可將獲取的運轉狀態及時反映到VCU。驅動電機系統中心,以絕緣柵雙極型晶體管模塊為核心,作用是對所有輸入信號進行有效處理,還可將驅動電機控制系統運轉情況反映與傳輸到整車控制器,對於產生的一些故障和細節問題,也可進行保存和記錄。

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