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純電動汽車電機怎麼樣驅動

發布時間: 2021-10-23 03:20:25

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。

㈡ 電動汽車是怎樣的驅動系統原理

電池存儲能量,電機控制器根據駕駛需求(加速踏板)將直流電變頻變壓,驅動電機按照設定的轉速、扭矩驅動。變速器或減速器變速變扭後通過差速器、傳動軸驅動車輪。

㈢ 電動汽車中使用的是直流電池,那如何才能讓驅動電機正常穩定的工作呢

2.1直流電動機

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。

㈣ 電動汽車一般用什麼驅動電機呢

新能源汽車的主流電機有直流電機,非同步電機,永磁同步電機三種。永磁同步電動機其具有轉速范圍廣、功率密度高、工藝簡單、體積小且運行可靠耐用的特點,成為主流實至名歸。非同步電機雖然成本低、維修方便,但效率低、調速性差。只是少量車型選用,但也不乏主流車型,從目前來看,該類電機不會成為趨勢。永磁同步電動機的結構與直流電動機相似,這樣便可具備無刷直流電動機結構簡單、運行可靠、功率密度大、調速性能好等特點。與此同時,由於永磁同步電動機採用的驅動方式不同於直流電動機,所以,在噪音以及控制環節上,永磁同步電動機更勝一籌。

㈤ 純電動汽車由電機驅動汽車

很高興回答您的問題,希望以下回答對您有所幫助。

混合動力汽車按動力總成結構及能量流傳遞方案不同,可分為串聯、並聯及混聯三種混合動力方式。串聯混合動力車輛中,發動機動力與電動機動力通過電氣系統傳遞;並聯和混聯混合動力車輛中,發動機動力與電動機動力通過一個專門的機電耦合機構實現向車輪的傳遞,常用的機電耦合機構包括行星齒輪耦合、變速器耦合及離合器耦合等。 
串聯式混合動力系統的動力總成,發動機的機械能通過發電機轉化為電能,電動機將電能轉換為機械能傳到驅動橋,驅動橋和發動機之間沒有直接的機械連接。該方案的優點是系統控制簡單,缺點是難以應對復雜路況,電池充放電壓力較大,電池壽命要求較高。

㈥ 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。

㈦ 電動汽車電機驅動器該如何選擇

個人比較傾向於有技術、可靠的大牌,比如安森美半導體這種。它的變頻驅動比簡單的定速驅動更復雜,包含了更多專業技術,在提高效率的基礎上還能降低噪音,更能適應市場需求。

㈧ 純電動汽車和混合動力汽車在驅動電機的選用上有何差異

純電動汽車的驅動電機在選用時要考慮整車在全工況的驅動力,同時還要考慮整車的設計指標要求,如微型純電動車,功率要求不高的情況下,驅動電機選擇的指標就會較普通乘用車要低,

㈨ 新能源汽車,電機驅動和傳統汽車的發動機驅動相比,具有哪些技術優勢

電機驅動與發動機驅動相比,具有以下兩的技術優勢,一由於發動機能高效產生轉距時的轉速被限制在一個交點的范圍內,因而需要通過龐大而復雜的變速機構來適應這一特性,而電機可以在相當寬廣的轉速范圍內高效的產生轉集。二電機實現轉矩,快速響應指標要比發動機高出兩個數量級

㈩ 電動汽車為何不用電機直接驅動車輪

現在有一些汽車公司已經推出了雙輪邊電機驅動的電動客車(注意,是客車),比如比亞迪K9,已經在西安的大街小巷跑了。但僅僅是客車的推廣。四輪驅動或者是小型汽車,都沒有投放市場。為什麼,說簡單了兩個字,成本。電動客車的研發大多數都有國家財政支持,舉例說某家車企一個項目拿了國家六千萬,但是小型汽車都沒有這種福分。說復雜了,就是技術不過關。下面列出的是輪轂電機的幾條技術難點:輪轂電機系統集驅動、制動、承載等多種功能於一體,優化設計難度大;車輪內部空間有限,對電機功率密度性能要求高,設計難度大;電機與車輪集成導致非簧載質量較大,惡化懸架隔振性能,影響不平路面行駛條件下的車輛操控性和安全性。同時,輪轂電機將承受很大的路面沖擊載荷,電機抗振要求苛刻;車輛大負荷低速爬長坡工況下容易出現冷卻不足導致的輪轂電機過熱燒毀問題,電機的散熱和強製冷卻問題需要重視;車輪部位水和污物等容易集存,導致電機的腐蝕破壞,壽命可靠性受影響;輪轂電機運行轉矩的波動可能會引起汽車輪胎、懸架以及轉向系統的振動和雜訊。

之前聽過美國EDI公司老總的講座,他從上世紀八十年代初就開始搞插電式混合動力汽車,三十年後,這種汽車才有機會投放到市場,原因很簡單,就是省油,污染少,環境友好。同樣,在這個集中驅動電動汽車大行其道的時代,如果分布式驅動電動汽車完成了技術積累,而且遇到了一個很好的市場契機,投放市場並非不可能。

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