純電動汽車永磁電機生產技術
㈠ 純電動汽車有哪些核心技術
電動車(EV)、混動車(HEV)的各種核心技術,如電池、電機、逆變器、可充電電池、充電器等 日本很厲害,尤其是電池基礎技術!
AutoCTO汽車學院總結,發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術:電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。
電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。
電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件,要使電動汽車有良好的使用性能,驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。
能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車,除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇適當的能量源(即電池)外,還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態,並根據各種感測信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等,合理地調配和使用有限的車載能量;它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。
㈡ 純電動轎車的核心技術
發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術:電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。
電池技術電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。
到目前為止,電動汽車用電池經過了3代的發展,已取得了突破性的進展。第1代是鉛酸電池,目前主要是閥控鉛酸電池(VRLA),由於其比能量較高、價格低和能高倍率放電,因此是目前惟一能大批量生產的電動汽車用電池。第2代是鹼性電池,主要有鎳鎘(NJ-Cd)、鎳氫(Ni-MH)、鈉硫(Na/S)、鋰離子(Li-ion)和鋅空氣(Zn/Air)等多種電池,其比能量和比功率都比鉛酸電池高,因此大大提高了電動汽車的動力性能和續駛里程,但其價格卻比鉛酸電池高。第3代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能,能量轉變效率高,比能量和比功率都高,並且可以控制反應過程,能量轉化過程可以連續進行,因此是理想的汽車用電池,但目前還處於研製階段,一些關鍵技術還有待突破問。
電力驅動及其控制技術電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件,要使電動汽車有良好的使用性能,驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。目前,電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。
近幾年來,由感應電動機驅動的電動汽車幾乎都採用矢量控制和直接轉矩控制。由於直接轉矩的控制手段直接、結構簡單、控制性能優良和動態響應迅速,因此非常適合電動汽車的控制。美國以及歐洲研製的電動汽車多採用這種電動機。永磁無刷電動機可以分為由方波驅動的無刷直流電動機系統(BLDCM)和由正弦波驅動的無刷直流電動機系統(PMSM),它們都具有較高的功率密度,其控制方式與感應電動機基本相同,因此在電動汽車上得到了廣泛的應用。PMSM類電機具有較高的能量密度和效率,其體積小、慣性低、響應快,非常適應於電動汽車的驅動系統,有極好的應用前景。目前,由日本研製的電動汽車主要採用這種電動機。
開關磁阻電動機(SRM)具有簡單可靠、可在較寬轉速和轉矩范圍內高效運行、控制靈活、可四象限運行、響應速度快和成本較低等優點。實際應用發現SRM存在轉矩波動大、雜訊大、需要位置檢測器等缺點,應用受到了限制。
隨著電動機及驅動系統的發展,控制系統趨於智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網路、自適應控制、專家控制、遺傳演算法等非線性智能控制技術,都將各自或結合應用於電動汽車的電動機控制系統。
電動汽車整車技術電動汽車是高科技綜合性產品,除電池、電動機外,車體本身也包含很多高新技術,有些節能措施比提高電池儲能能力還易於實現。採用輕質材料如鎂、鋁、優質鋼材及復合材料,優化結構,可使汽車自身質量減輕30%-50%;實現制動、下坡和怠速時的能量回收;採用高彈滯材料製成的高氣壓子午線輪胎,可使汽車的滾動阻力減少50%;汽車車身特別是汽車底部更加流線型化,可使汽車的空氣阻力減少50%。
能量管理技術蓄電池是電動汽車的儲能動力源。電動汽車要獲得非常好的動力特性,必須具有比能量高、使用壽命長、比功率大的蓄電池作為動力源。而要使電動汽車具有良好的工作性能,就必須對蓄電池進行系統管理。
能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車,除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇適當的能量源(即電池)外,還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態,並根據各種感測信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等,合理地調配和使用有限的車載能量;它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。
世界各大汽車製造商的研究機構都在進行電動汽車車載電池能量管理系統的研究與開發。電動汽車電池當前存有多少電能,還能行駛多少公里,是電動汽車行駛中必須知道的重要參數,也是電動汽車能量管理系統應該完成的重要功能。應用電動汽車車載能量管理系統,可以更加准確地設計電動汽車的電能儲存系統,確定一個最佳的能量存儲及管理結構,並且可以提高電動汽車本身的性能。
在電動汽車上實現能量管理的難點,在於如何根據所採集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數據,來建立一個確定每塊電池還剩餘多少能量的較精確的數學模型。
㈢ 電動汽車用永磁電機有什麼優勢
力輝永磁電機與傳統的電勵磁電機相比,永磁電機,特別是稀土永磁電機具有結構簡單,運行可靠;體積小,質量輕;損耗小,效率高;電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點。因而應用范圍極為廣泛,幾乎遍及航空航天、國防、工農業生產和日常生活的各個領域。
㈣ 新能源汽車永磁同步電機的發展史,究竟是怎樣的
電動汽車具有低雜訊、零排放、高效率、節能、能源多樣化和綜合利用等明顯優勢,成為各國發展的主流。隨著永磁材料性能的提高和成本的降低,永磁同步電機(PMSM)以其高效率、高功率因數和高功率密度的優勢成為電動汽車驅動系統中的主流電機之一。
電動汽車在美國的發展比日本晚。在美國,感應電機的設計和控制策略已經成熟,因此感應電機是電動汽車的主要驅動電機。而美國也對永磁同步電機進行了研究,成果突出。詹姆士開發的永磁同步電機。歌迪和凱文。SatCon公司的LeRowR.E採用定子雙繞組技術,不僅擴大了電機的轉速范圍,而且有效利用了逆變器的電壓,繞組電流小,電機效率高。表4顯示了美國SatCon公司開發的電機在不同速度和功率下的效率特性。
㈤ 現在純電動汽車的電機,用的比較多的是永磁同步電機,請問這種電機是直流電機還是交流電機
車用永磁同步電機是交流電機,現在都是用空間矢量控制。和電機配套的還有電機控制器,實現直流(電池)向交流的逆變來實現控制。
㈥ 純電動車的核心技術
發展電動汽車必須解決好4個方面的關鍵技術:電池技術、電機驅動及其控制技術、電動汽車整車技術以及能量管理技術。
電池技術電池是電動汽車的動力源泉,也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。電動汽車用電池的主要性能指標是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循環壽命(L)和成本(C)等。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭,關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。
電動汽車用電池經過了3代的發展,已取得了突破性的進展。第1代是鉛酸電池,主要是閥控鉛酸電池(VRLA),由於其比能量較高、價格低和能高倍率放電,因此是惟一能大批量生產的電動汽車用電池。第2代是鹼性電池,主要有鎳鎘(NJ-Cd)、鎳氫(Ni-MH)、鈉硫(Na/S)、鋰離子(Li-ion)和鋅空氣(Zn/Air)等多種電池,其比能量和比功率都比鉛酸電池高,因此大大提高了電動汽車的動力性能和續駛里程,但其價格卻比鉛酸電池高。第3代是以燃料電池為主的電池。燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能,能量轉變效率高,比能量和比功率都高,並且可以控制反應過程,能量轉化過程可以連續進行,因此是理想的汽車用電池,但還處於研製階段,一些關鍵技術還有待突破問。
電力驅動及其控制技術電動機與驅動系統是電動汽車的關鍵部件,要使電動汽車有良好的使用性能,驅動電機應具有調速范圍寬、轉速高、啟動轉矩大、體積小、質量小、效率高且有動態制動強和能量回饋等特性。電動汽車用電動機主要有直流電動機(DCM)、感應電動機(IM)、永磁無刷電動機(PMBLM)和開關磁阻電動機(SRM)4類。
由感應電動機驅動的電動汽車幾乎都採用矢量控制和直接轉矩控制。由於直接轉矩的控制手段直接、結構簡單、控制性能優良和動態響應迅速,因此非常適合電動汽車的控制。美國以及歐洲研製的電動汽車多採用這種電動機。永磁無刷電動機可以分為由方波驅動的無刷直流電動機系統(BLDCM)和由正弦波驅動的無刷直流電動機系統(PMSM),它們都具有較高的功率密度,其控制方式與感應電動機基本相同,因此在電動汽車上得到了廣泛的應用。PMSM類電機具有較高的能量密度和效率,其體積小、慣性低、響應快,非常適應於電動汽車的驅動系統,有極好的應用前景。由日本研製的電動汽車主要採用這種電動機。
開關磁阻電動機(SRM)具有簡單可靠、可在較寬轉速和轉矩范圍內高效運行、控制靈活、可四象限運行、響應速度快和成本較低等優點。實際應用發現SRM存在轉矩波動大、雜訊大、需要位置檢測器等缺點,應用受到了限制。
隨著電動機及驅動系統的發展,控制系統趨於智能化和數字化。變結構控制、模糊控制、神經網路、自適應控制、專家控制、遺傳演算法等非線性智能控制技術,都將各自或結合應用於電動汽車的電動機控制系統。
電動汽車整車技術電動汽車是高科技綜合性產品,除電池、電動機外,車體本身也包含很多高新技術,有些節能措施比提高電池儲能能力還易於實現。採用輕質材料如鎂、鋁、優質鋼材及復合材料,優化結構,可使汽車自身質量減輕30%-50%;實現制動、下坡和怠速時的能量回收;採用高彈滯材料製成的高氣壓子午線輪胎,可使汽車的滾動阻力減少50%;汽車車身特別是汽車底部更加流線型化,可使汽車的空氣阻力減少50%。
能量管理技術蓄電池是電動汽車的儲能動力源。電動汽車要獲得非常好的動力特性,必須具有比能量高、使用壽命長、比功率大的蓄電池作為動力源。而要使電動汽車具有良好的工作性能,就必須對蓄電池進行系統管理。
能量管理系統是電動汽車的智能核心。一輛設計優良的電動汽車,除了有良好的機械性能、電驅動性能、選擇適當的能量源(即電池)外,還應該有一套協調各個功能部分工作的能量管理系統,它的作用是檢測單個電池或電池組的荷電狀態,並根據各種感測信息,包括力、加減速命令、行駛路況、蓄電池工況、環境溫度等,合理地調配和使用有限的車載能量;它還能夠根據電池組的使用情況和充放電歷史選擇最佳充電方式,以盡可能延長電池的壽命。
世界各大汽車製造商的研究機構都在進行電動汽車車載電池能量管理系統的研究與開發。電動汽車電池當前存有多少電能,還能行駛多少公里,是電動汽車行駛中必須知道的重要參數,也是電動汽車能量管理系統應該完成的重要功能。應用電動汽車車載能量管理系統,可以更加准確地設計電動汽車的電能儲存系統,確定一個最佳的能量存儲及管理結構,並且可以提高電動汽車本身的性能。
在電動汽車上實現能量管理的難點,在於如何根據所採集的每塊電池的電壓、溫度和充放電電流的歷史數據,來建立一個確定每塊電池還剩餘多少能量的較精確的數學模型。
㈦ 純電動汽車永磁無刷直流電機也是永磁同步電機的一種,建立模擬模型是的不同
首先無刷直流永磁電動機與交流永磁同步電動機是完全不一樣的不是一類電動機。工作原理不同,啟動特性不同,外特性也不同的呀
㈧ 中國汽車企業目前大多數採用永磁同步電機,你知道為什麼嗎
首先從電機的工作原理來說。眾所周知,傳統燃油發動機的工作原理是,通過燃油燃燒時產生的化學能轉換為動能,從而驅動汽車行駛,而電機的工作原理則是,通電線圈會在變化的磁場中受力,通過兩個磁場相互作用,從而產生電磁轉矩轉換成動能來驅動汽車行駛。在這裡面,產生磁場的方式不同,就形成了交流非同步電動機和永磁同步電動機。其次從交流非同步電機和永磁同步電機的區別來看。隨著純電動汽車的迅猛發展,這兩種電機的技術都發展的十分完善,但是由於產生磁場的方式不同,從而導致兩種電機的結構不同,相對來說,交流非同步電機結構較為簡單,成本也較為低廉,但是其體積和重量卻比較大。
而永磁同步電機體積較小、重量較輕,但是結構相對復雜,永磁模塊的成本較高,不過製作永磁的原材料稀土,在國內的儲量較為豐富,在一定程度上也降低了國產永磁同步電機的製造成本。
總體來說,交流非同步電機和永磁同步電機各有所長,代表著兩種不同的發展方向,國內汽車更加註重汽車的空間和能耗,而特斯拉則更加註重汽車的速度性能,這就像是自然吸氣發動機和渦輪增壓發動機的區別,各有優劣,各有所長。
㈨ 新能源汽車所採用的電機主要有哪些其各有哪些優缺點中國汽車企業目前大多數採用永磁同步電機,
新能源汽車所採用的電機主要有直流電動機、非同步電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機等。
直流電動機的優缺點:直流電動機的主要優點是電磁轉矩控制特性優良,起動轉矩和制動轉矩較大,易於快速起動、停止;調速比較方便,調速范圍廣,易於平滑調節;控制裝置簡單,而且價格低廉。其主要不足是效率低,質量大,體積大,結構復雜,成本高;在高速工作時會產生火花,工作轉速低,電刷、換向器等接觸零件易磨損。直流電動機在早期開發的電動車上應用廣泛,但在新研發的電動車上較少使用。
非同步感應電動機優點具有結構簡單、製造容易、價格低、運行可靠、維護方便、效率高等優點,因此得到廣泛應用。據估計,90%左右的電動機均為非同步電動機,在電網總負荷中,非同步電動機用電量佔60%以上。
三相非同步感應電動機的缺點是功率因數低,運行時必須從電網吸收無功電流來建立磁場,故其功率因數小於1,大量的非同步電動機在電網中運行,使網的功率因數下降,因此必須用其他方法進行補償。
永磁同步電機優點:效率高,功率因數高,效率曲線平直,結構簡單,便於維護,調速精度高。
開關磁阻電機優點結構簡單,成本低,適用於高速,功率電路簡單可靠,啟動電流小轉矩大。缺點:震動與噪音大。