電動汽車電動機的選用策略
① 你認為,電動汽車用電機的要求裡面哪個是最重要的
電動汽車對於電動機的要求有:
(1)高電壓。
在允許的范圍內盡可能採用高電壓,這樣可以減小電動汽車電機的尺寸和導線等裝備的尺寸,特別是可以降低功率變換器的成本。
(2)小質量。
電動機應盡量採用鋁合金外殼,以降低電動機的質量,還要設法降低電動機控制器的質量和冷卻系統的質量。
(3)較大的起動轉矩和較大的調速范圍,使電動汽車有好的啟動性能和加速性能,從而獲得所需要的啟動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉矩。
(4)高效率、低損耗。應在車輛減速時,實現再生制動將制動能量回收,再生制動回收能量能達到總能量的10%-15%。
(5)電氣系統的安全性和控制系統的安全性都必須符合國家(或國際)有關車輛電氣控制的安全性能標准和規定,裝備有高壓保護設備。
(6)高可靠性。耐高溫和耐潮性能強,運行時雜訊低,能夠在較惡劣的環境下長期工作,結構簡單,適合大批量生產,使用維修方便
② 純電動汽車電機選用指標有哪些
在目前所用的電動機驅動系統中,直流電機雖然具有良好的控制特性,但由於其自身固有的缺陷,在電動汽車中用的越來越少。採用鼠籠式感應電動機結構簡單,運行可靠,大量應用在電動汽車中,但功率密度和效率一般。開關磁阻電機結構更為簡單,轉矩慣量比也較高,但由於力矩波動及雜訊過大,在電動汽車上用得還不普遍。永磁無刷電動機具有最高的效率、轉矩慣量比,在電動汽車中得到了較廣泛的應用。
因為汽車使用工況比較復雜,所以電動汽車對電機的要求比較高,主要的基本要求有如下幾點:
(1)較大范圍的調速性能。
(2)高效率,低損耗。
(3)在車輛減速時實現制動能量回收並反饋蓄電池。
(4)電動機的質量、各種控制裝置的質量和冷卻系統的質量等盡可能小。
(5)對電氣系統安全性和控制系統的安全性,都必須符合國家(或國際)有關車輛電氣控制的安全性能的標准和規定,裝置高壓保護設備。
(6)可靠性好,耐溫和耐濕性能強,能夠在較惡劣的環境下長期工作。
③ 新能源汽車選用電機有何要求
1、
電動汽車
對於驅動電機的要求
目前電動汽車主要有三個性能指標:
(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。
在美國某
機場運營
的
純電動客車
大家都知道
,電機分很多種。單工業電機就有很多。但是作為電動汽車的驅動電機,其誕生之初就有著獨特的性能要求:
(1)適用汽車各種工況:頻繁的啟動/停車、加速/減速,這就要求電動汽車的驅動電機滿足轉矩控制的
動態性能
要高。
(2)為了減少整車的重量,通常取消多級變速器,這就要求在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉矩,通常來說要能夠承受4-5倍的過載;
(3)驅動電機調速性能要好:要求
調速范圍
盡量大,同時在整個調速范圍內還需要保持較高的
運行效率
;
(4)
電機設計
時盡量設計為高
額定轉速
,同時盡量採用
鋁合金外殼
,
高速電機
體積小,有利於減少電動汽車的重量;
(5)電動汽車應具有最優化的能量利用,具有制動
能量回收
功能,
再生制動
回收的能量一般要達到
總能量
的10%-20%;
(6)可靠性好:鑒於電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,因此,可靠性必須要高。同時還要保證電機生產的成本不能過高。
2、幾種常用的驅動電機
2.1
直流電動機
直流電動機
在電動汽車發展的早期,大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機,這類
電機技術
較為成熟,有著控制方式容易,調速優良的特點,曾經在
調速電動機
領域內有著最為廣泛的應用。
但是由於直流電動機有著復雜的機械結構,例如:
電刷
和機械
換向器
等,導致它的瞬時
過載能力
和電機轉速的進一步提高受到限制,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,電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱,浪費能量,散熱困難,也會造成高頻
電磁干擾
,影響整車性能。由於直流電動機有著以上缺點,目前的電動汽車已經基本將
直流電機
淘汰。
2.2交流
非同步電動機
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。
④ 電動汽車用電動機性能要求有哪些
電動汽車驅動系統是電動汽車最關鍵的子系統,擔負著將電能轉變為機械能,並通過傳動裝置將能量傳遞到車輪進而驅動車輛按照駕駛員意志行駛的重任。電動汽車電動機是驅動系統的心臟。當電動機空氣質量選擇恰當時,驅動系統的新能就取決於驅動電動機。
電動汽車用驅動電機通常要求能夠頻繁啟動/停車、加速/減速,低速和爬坡時要求高轉矩,高速行駛時要求低轉矩,並要求變速范圍大。其主要參數包括:電動機類型、額定電壓、機械特性、效率、尺寸參數、可靠性和成本等。另外為電動汽車電動機所配置的電以常規車速確定電機額定轉速子控制系統和驅動系統也會影響驅動電動機的性能。
1)高電壓。在允許范圍內盡量採用高電壓,可減小電動機的尺寸和導線等裝備的尺寸,特別是可降低逆變器的尺寸。
2)高轉速。高轉速電動機體積小、質量輕
,有利於降低電動汽車的整車整備質。
3)質量輕。電動機採用鋁合金外殼
,以降低電以額定功率
/轉速確定電機額定轉矩動機質量、各種控制器裝備的質量和冷卻系統的質量等也要求盡可能輕。
4)較大的起動轉矩和較大范圍的調速性能。這樣使電動汽車有良好的啟動性能和加速性能。電動機有自動調速功能,因此可以減輕駕駛員的操縱強度,提高駕駛的舒適性
,
並且能達到與內燃機汽車加速踏板同樣的控制響應。
5)效率高、損耗少,並具有制動能量回收功能。電動汽車應具有最優化的能量利用,以在車載總能量不變的情況下最大限度的增加續駛里程,再生制動回收的能量一般可達到總能量的10%~20%,這是在內燃機汽車上不能實現的。
6)必須有高壓保護設備。
7)可靠性好、耐溫耐潮性能強及運行時雜訊低。
⑤ 電動汽車對於電動機的要求有哪些
電動汽車對於電動機的要求有:
(1)高電壓。
在允許的范圍內盡可能採用高電壓,這樣可以減小電動汽車電機的尺寸和導線等裝備的尺寸,特別是可以降低功率變換器的成本。
(2)小質量。
電動機應盡量採用鋁合金外殼,以降低電動機的質量,還要設法降低電動機控制器的質量和冷卻系統的質量。
(3)較大的起動轉矩和較大的調速范圍,使電動汽車有好的啟動性能和加速性能,從而獲得所需要的啟動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉矩。
(4)高效率、低損耗。應在車輛減速時,實現再生制動將制動能量回收,再生制動回收能量能達到總能量的10%-15%。
(5)電氣系統的安全性和控制系統的安全性都必須符合國家(或國際)有關車輛電氣控制的安全性能標准和規定,裝備有高壓保護設備。
(6)高可靠性。耐高溫和耐潮性能強,運行時雜訊低,能夠在較惡劣的環境下長期工作,結構簡單,適合大批量生產,使用維修方便。
⑥ 電動汽車採用哪種驅動電機好
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。
1電動汽車對於驅動電機的要求
目前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。
針對於電動汽車的驅動特點所設計的電機,相比於工業用電機有著特殊的性能要求:(1)電動汽車驅動電機通常要求可以頻繁的啟動/停車、加速/減速、轉矩控制的動態性能要求較高;(2)為了減少整車的重量,通常取消多級變速器,這就要求在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉矩,通常來說要能夠承受4-5倍的過載;(3)要求調速范圍盡量大,同時在整個調速范圍內還需要保持較高的運行效率;(4)電機設計時盡量設計為高額定轉速,同時盡量採用鋁合金外殼,高速電機體積小,有利於減少電動汽車的重量;(5)電動汽車應具有最優化的能量利用,具有制動能量回收功能,再生制動回收的能量一般要達到總能量的10%-20%;(6)電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,要求電機在有著很好的可靠性和環境適應性,同時還要保證電機生產的成本不能過高。
2幾種常用的驅動電機
2.1直流電動機
在電動汽車發展的早期,大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機,這類電機技術較為成熟,有著控制方式容易,調速優良的特點,曾經在調速電動機領域內有著最為廣泛的應用。但是由於直流電動機有著復雜的機械結構,例如:電刷和機械換向器等,導致它的瞬時過載能力和電機轉速的進一步提高受到限制,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,電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱,浪費能量,散熱困難,也會造成高頻電磁干擾,影響整車性能。由於直流電動機有著以上缺點,目前的電動汽車已經基本將直流電機淘汰。
2.2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。目前,交流非同步電機已經大規模化生產,有著各種類型的成熟產品可以選擇。但在高速運轉的情況下電機的轉子發熱嚴重,工作時要保證電機冷卻,同時非同步電機的驅動、控制系統很復雜,電機本體的成本也偏高,相比較於永磁式電動機和開關磁阻電機而言,非同步電機的效率和功率密度偏低,對於提高電動汽車的最大行駛里程不利。
2.3永磁式電動機
永磁式電動機根據定子繞組的電流波形的不同可分為兩種類型,一種是無刷直流電機,它具有矩形脈沖波電流;另一種是永磁同步電機,它具有正弦波電流。這兩種電機在結構和工作原理上大體相同,轉子都是永磁體,減少了勵磁所帶來的損耗,定子上安裝有繞組通過交流電來產生轉矩,所以冷卻相對容易。由於這類電機不需要安裝電刷和機械換向結構,工作時不會產生換向火花,運行安全可靠,維修方便,能量利用率較高。
永磁式電動機的控制系統相比於交流非同步電機的控制系統來說更加簡單。但是由於受到永磁材料工藝的限制,使得永磁式電動機的功率范圍較小,一般最大功率只有幾十千萬,這是永磁電機最大的缺點。同時,轉子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產生磁性衰退的現象,所以在相對復雜的工作條件下,永磁式電機容易發生損壞。而且永磁材料價格較高,因此整個電機及其控制系統成本較高。
2.4開關磁阻電機
開關磁阻電機作為一種新型電機,相比其他類型的驅動電機而言,開關磁阻電機的結構最為簡單,定、轉子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結構,轉子上沒有繞組,定子裝有簡單的集中繞組,具有結構簡單堅固、可靠性高、質量輕、成本低、效率高、溫升低、易於維修等諸多優點。而且它具有直流調速系統的可控性好的優良特性,同時適用於惡劣環境,非常適合作為電動汽車的驅動電機使用。
考慮到作為電動汽車驅動電機使用,直流電機和永磁式電機在結構和面對復雜的工作環境適應性太差,很容易發生機械和退磁的故障,所以本文著重介紹開關磁阻電機與交流非同步機相比,有著以下方面的明顯優勢。
2.4.1電機本體結構方面
開關磁阻電機的結構比鼠籠式感應電機更簡單,其突出的優點是轉子上沒有繞組,僅僅是由普通硅鋼片疊壓而成。整個電機的損耗大部分集中於定子繞組上,這使得電機製造簡單,絕緣性好,容易冷卻,有著優秀的散熱特性,這種電機結構能減小電機體積和重量,可以用很小的體積取得較大的輸出功率。由於電機轉子機械彈性好,所以開關磁阻電機可以用於超高速運行。
2.4.2電機驅動電路方面
開關磁阻電機驅動系統的相電流是單向的,同時與轉矩方向無關,可以只用一個主開關器件來滿足電機的四象限運行狀態。功率變換器電路與電機的勵磁繞組直接串聯,各相電路獨立供電,即使電機的某相繞組或者控制器發生故障,只需使該相停止工作即可,不會造成更大的影響。所以,無論電機本體還是功率變換器都十分安全可靠,所以比非同步機更適合用於惡劣環境。
2.4.3電機系統性能方面
開關磁阻電機的控制參數多,很容易通過適當的控制策略和系統設計滿足電動汽車的四象限運行的要求,並且在高速運行區域也能保持優秀的制動能力。開關磁阻電機不僅效率高,而且在很寬的調速范圍內都可以保持高效率,這是其他類型的電機驅動系統難以媲美的。這種性能十分適合應用於電動汽車的運行情況,非常有利於提高電動汽車的續行里程。
⑦ 純電動汽車內部電動機應該怎樣選擇
純電動汽車內部電動機應該怎樣選擇?
電動機類型選擇
選擇純電動汽車驅動電動機類型的關鍵是電動機的機械特性。三相非同步感應電動機、永磁無刷直流電動機、永磁磁阻電動機和開關磁阻電動機的機械特性都可以用T一九和P一九曲線來表示,並可作為選擇電動機的參考或依據。在設計與選擇電動汽車的驅動電動機時,可以向電動機生產廠家提出所需要的各種性台邑參數,作為電動機設計的依據。實際上,大多數情況下是電動汽車製造商根據電動機生產廠家提供的技術性能參數選擇現成的電動機。可供電動汽車選用電動機的種類繁多,功率覆蓋面很廣。電動汽車對於驅動電動機的調速范圍、可靠性、能夠在惡劣環境條件下工作的1;能力等方面有比較高的要求。
目前電動汽車很大一部分是採用感應電動機作為驅動電動機。感應電動機效率高(90%以上),功率較大(接近lkW7kg),功率因數變化大,轉子為鼠籠型結構,適合於高速運轉。另外,感應電動機的可靠性高,便於維修,價格便宜。隨著功率電子器件和功率變換器的快速發展,感應電動機的控制器採用了矢量控制方法控制的變頻器或逆變器,使感應電動機具有更好的可控性和寬廣的調速范圍。目前已經能夠在市場買到不同生產廠家生產的不同規格的效率高、技術性能可靠的感虛電動機及變頻器或逆變器,可以直接為電動汽車所採用。新型感應電動機的直接轉矩控制系統,具有控制簡單、動態響應快、調速范圍寬等特點。感應電動機的價格比較便宜,但控制系統很復雜,價格也較高。永磁電動機的應用越來越廣泛。永磁電動機具有效率高(達到9 7%)、質量功率較大(超過lkW/kg)的特點。
永磁電動機的轉子沒有勵磁繞組,可以高速運轉,可靠性好,體積小、質量輕,便於維修。採用矢量控制的變頻調速系統,使永磁電動機具有寬廣的調速范圍。永磁電動機的控制系統要比感應電動機的控制系統簡單和便宜。永磁電動機的永磁材料強度較差,大功率的永磁電動機所需要的永磁材料需要特別加固,因此,永磁電動機的功率一般較小。有些永磁材料在高溫作用下,會發生磁性衰退現象,電動機需要採取水冷卻方式來控制溫度在1 5 0℃以下。目前永磁材料的價格較高,因此永磁電動機及其控制系統的成本較高。
開關磁阻電動機是一種新型電動機,在電動機的轉子上,沒有滑環、繞組等轉子導體和永久磁鐵等裝置。它的結構比其他任何一種電動機都要簡單,效率可以達到85%~93%,轉速可以達到15000r7mino其轉矩一轉速特性好,在較寬的轉速范圍內,轉矩、速度可靈潘地控制,並有高的啟動轉矩和低的啟動功率的機械特性;轉子上沒有勵磁繞組和永磁體,結構簡單堅固、可靠性好,質量輕,便於維修,成本較低。開關磁阻電動機的控制系統包括微處理器、位置檢測器和電流檢測器等電子器件,控制系統較復雜,調節性能和控制精度要求高。工作時轉矩脈動大,雜訊也較大,體積比同樣功率的感應電動機要大一些。目前,正在開發水冷卻開關磁阻電動機及其控制器和永磁開關磁阻電動機,其性能將進一步提高。隨著現代製造技術、現代電子技術、控制理論、計算機和電子元器件的發展,電動機的控制系統正不斷向自動化、集成化和小型化的方向發展。這將促進各種電動機及其控制系統不斷地改進和完善,為電動汽車驅動系統提供更加寬廣的選擇范圍。
其他類型的特種電動機也可以作為電動汽車的驅動電動機,包括同步磁阻電動機、永磁階躍電動機、橫向磁通量電動機等特種電動機。但這些特種電動機需要特殊的驅動系統,且難與現有的各種電動機的驅動系統和傳動系統協調工作,其生產技術和製造工藝也較復雜。但隨著技術的進步和發展,電動汽車所需要的性能更好、效率更高、體積更小、質量更輕的新型電動機和驅動系統必然會研製和開發出來。
盡管電動機的最大轉矩是額定轉矩的幾倍,但在輸出轉矩增加的同時,轉子電流也大大地增加,需要動力電池組在很短時間內大電流地放電。特別是在「堵轉』』啟動時,若時間過長會使電動機燒毀。為了保護電動機和動力電池組,並且符合電動汽車行駛速度和驅動力的要求,在驅動系統中,一般要裝置減速器或變速器。
額定電壓選擇
在相同的輸出功率條件下,動力電池組的電壓高時,電流較低;相反,動力電池組的電壓低時,電流較高。高電壓、小電流系統的導線、接頭、開關等電器元件可以細小一些,連接起來方便,但要求有更安全的防護措施,而且管理系統更復雜。低電壓、大電流系統的導線、接頭、開關等電器元件都比較大,連接要求也高,而且管埋系統相對較簡單。電動機電壓的選擇主要依據車輛總體參數的要求來設計,車輛的自重、電池等相關參數確定後,才能確定電動機的電壓、轉速等參數。即當車輛的自重確定後,電池的個數就確定了,電動機的電壓等級也隨之確定。但總體要求是,盡可能提高電壓等級,這樣就可以使電動機在滿足驅動要求的情況下,使電動機的功率小一點,電動機的電流也小一點,這樣,電池的容量選擇、安裝空間、安裝方式等就比較容易處理。
額定轉速選擇
根據電動汽車的速度、動力性能的要求,需要選擇不同轉速的驅動電動機。
1.低速電動機
低速電動機的轉速為3000~6000r/min,擴大恆功率區的低速電動機額定轉矩高、轉子電流大、電動機的尺寸和重量較大。且相應的轉換器、控制器的尺寸也較大,各種電器內在的損耗較大,但減速器的速比較小。一般低速電動機的轉動慣量大、啟動慢,停止也慢,用於電動汽車不太適宜。
2.中速電動機
中速電動機的轉速為6000~lOOOOr7min,它的各種參數介於低速電動機與高速電動機之間。通常電動汽車多採用中速電動機作為驅動電動機。
3.高速電動機
高速電動機的轉速為lOOOOr/min,擴大的恆功率區寬,尺寸和質量較小,相應的轉換器、控制器的尺寸也較小,各種電器內在的損耗較小。而其減速器的速比要大大增加,通常需要採用行星齒輪傳動機構。高速電動機的使用,主要受電磁材料的性能、高速軸承的承載能力的限制。一般高速電動機的轉動慣量小,啟動快,停止也快,電動汽車上常採用高速電動機作為驅動電動機。
⑧ 電動汽車對電動機有哪些要求
(1)電動汽車驅動電動機需要有4~5倍的過載