純電動汽車電機結構
A. 北汽純電動汽車的結構和工作原理是什麼
北汽純電動汽車三大核心部件,即電池、電機、電控系統,
純電動汽車的電池相當於普通燃油汽車的油箱,為汽車運行提供全部能量。
純電動汽車的電機相當於普通燃油汽車的發動機,是車輛行駛的主要執行機構,其特性決定了車輛的主要性能指標,直接影響車輛動力性、經濟性和用戶駕乘感受。
對於純電動汽車而言,整車控制器相當於汽車的大腦,它根據駕駛員意願和各系統實時狀態,通過對比分析後做出決策並發出指令,合理分配動能,使車輛運行在最佳狀態。
B. 純電動汽車電機的類型
姑且不論EV,就是在電車中,感應電機也是最常用的電機。
圖1
圖1 是筆者所在的公司為小型EV 試制的感應電機(最大功率為7.3kW,額定功率為3kW)。感應電機的最大特徵是磁場中(在電機上產生磁場的定子部分)不使用永久磁鐵,不會被稀土問題所左右。並且,因為沒有永久磁鐵,用於EV 時還沒有「空駛拖曳現象」(鐵損),空駛時的效率高。因為要輸入3 相交流電,所以感應電機要與產生3 相交流電的逆變器(電力變換器)的電子電路部分配合使用。
感應電機沒有永久磁鐵,所以從原理上講,電機旋轉時不產生感應電壓,容易控制驅動電流的波形。這可以說是優點。但是與後述的無刷電機相比,效率還是稍有不及。並且,與無刷電機相比,功率密度稍低,所以質量偏重。在工業和家電產品方面早已普及,可以說是成本最優的電機。在市售EV 中,美國特斯拉電機公司的特斯拉活動頂蓬轎車採用了這種形式的電機。
無刷電機(BLM)
包含前述的感應電機,這里介紹的4 種類型的電機中的3 種沒有電刷,所以,哪一個都可以說是無刷電機的一種。但是,通常所說的「無刷電機」,是指採用永久磁鐵的無刷直流電機(Brushless DCMotor)。盡管叫做直流電機,其實電機本身也是輸入三相交流電而工作的,所以,可以歸類於交流電機。
因為分類比較復雜,所以這里把這種電機簡稱為無刷電機(Brushless Motor,BLM)。輸入到無刷電機的交流電,不是固定波形的工頻電源,而是被稱為逆變器的電力變換器生成的。
逆變器持續判斷電機狀態,同時從直流電源生成適當波形的三相交流電。逆變器上裝有微處理器,用程序精確地控制波形的生成。
圖2
圖2是筆者試制的小型EV 用無刷電機(額定功率為20kW )。無刷電機的磁場採用了永久磁鐵,考慮到旋轉中感應電壓的影響(作為電機,在電動的同時也伴生發電),所以要求使用先進的控制技術。無刷電機的特點是效率高、控制性能優良,近來經常用於家電產品中。現在日本市售EV 幾乎都是使用無刷電機的。
圖3
圖3 是使用了無刷電機的試制EV(燃油汽車改裝)。
開關磁阻電機(SRM)
還有一種類型的無刷電機—— 開關磁阻電機(Switched Reluctance Motor,SRM), 簡稱SR 電機或SRM。
圖4
圖4 是筆者所在的公司試制的開關磁阻電機(最大功率為4.3kW,額定功率約2kW)。開關磁阻電機的最大特徵是,磁場不使用
C. 電動車電機的構造
電動機的結構:由定子、轉子和其它附件組成。
定子(靜止部分)
定子鐵心構造:定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。
定子繞組構造:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成,這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。
電動機接線盒內的接線:電動機接線盒內都有一塊接線板,三相繞組的六個線頭排成上下兩排,並規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2),.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡製造和維修時均應按這個序號排列。
機座構造:機座通常為鑄鐵件,大型非同步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座採用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔,使電動機內外的空氣可直接對流,以利於散熱。
2. 轉子(旋轉部分)
三相非同步電動機的轉子鐵心:構造:所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落後的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。
三相非同步電動機的轉子繞組構造:分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。
鼠籠式轉子:轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機採用鑄鋁轉子繞組,對於100KW以上的電動機採用銅條和銅端環焊接而成。
繞線式轉子:繞線轉子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉軸的三個集流環上,再通過電刷與外電路聯接。
相非同步電動機的其它附件
端蓋:支撐作用。
軸承:連接轉動部分與不動部分。
軸承端蓋:保護軸承。
風扇:冷卻電動機。
(3)純電動汽車電機結構擴展閱讀
電動車電機 是指用於電動汽車的驅動電機。根據其使用環境與使用頻率的不同,形式也不同。不同形式的電機其特點也不一樣。電動車電機按照電機的通電形式來分,可分為有刷電機和無刷電機兩大類;按照電機總成的機械結構來分,一般分為「有齒」和「無齒」
永磁式直流電機:由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。
定子磁極採用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結構形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。
轉子一般採用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在轉子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。
電刷是連接電源與轉子繞組的導電部件,具備導電與耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
2. 無刷直流電機:由永磁體轉子、多極繞組定子、位置感測器等組成。
無刷直流電機的特點是無刷,採用半導體開關器件(如霍爾元件)來實現電子換向的,即用電子開關器件代替傳統的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機械雜訊低等優點。
位置感測器按轉子位置的變化,沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流(即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置,並在確定的位置處產生位置感測信號,經信號轉換電路處理後去控制功率開關電路,按一定的邏輯關系進行繞組電流切換)。
3. 高速永磁無刷電機:由定子鐵心、磁鋼轉子、太陽輪、減速離合器、輪轂外殼等組成。
電機蓋子上面可以裝上霍爾感測器,用以測速。
位置感測器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
採用磁敏式位置感測器的無刷直流電動機,其磁敏感測器件(例如霍爾元件、磁敏二極體、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專用集成電路等)裝在定子組件上,用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。電動汽車多用的是霍爾元件。
採用光電式位置感測器的無刷直流電動機,在定子組件上按一定位置配置了光電感測器件,轉子上裝有遮光板,光源為發光二極體或小燈泡。轉子旋轉時,由於遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。
採用電磁式位置感測器的無刷直流電動機,是在定子組件上安裝有電磁感測器部件,當永磁體轉子位置發生變化時,電磁效應將使電磁感測器產生高頻調制信號。
定子繞組的工作電壓由位置感測器輸出控制的電子開關電路提供。
參考資料:電動機電機-網路
D. 在動作車間,純電動汽車的基本結構都有哪一些
純電動汽車的組成包括:電力驅動和控制系統,驅動力傳遞和其他機械繫統,完成已完成任務的工作裝置等。動力驅動器和控制系統是電動汽車的核心,它也不同於內燃機之間的最大差異。動力驅動器和控制系統由速度控制裝置(例如驅動馬達,電源和馬達)組成。電動汽車的其他裝置與內燃機的裝置基本相同。
在早期的電動汽車中,直流電動機的速度調節是通過串聯連接電阻器或改變電動機勵磁線圈的匝數來實現的。由於其調速是步進的,會產生額外的能量消耗或使用的電動機結構復雜,因此現在很少使用。最廣泛使用的是晶閘管斬波調速,它通過均勻地改變電動機的端電壓並控制電動機的電流來實現電動機的無級調速。隨著電子功率技術的不斷發展,它已逐漸被其他功率晶體管(分為GTO,MOSFET,BTR,IGBT等)斬波器調速裝置所取代。從技術發展的角度來看,隨著新型驅動電機的應用,將電動汽車的速度控制轉變為直流逆變器技術的應用已成為必然趨勢。
E. 電動汽車的基本結構是哪些
電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力觸動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源盒電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。
F. 純電動汽車的結構布置
純電動汽車的結構:純電動汽車的基本構造有哪些
電動汽車的結構布置各式各樣,比較靈活,概括起來分為純電動汽車電動機中央驅動和電動輪驅動兩種形式。電動機中央驅動形式借用了內燃機汽車的驅動方案,將內燃機換成電動機及其相關器件,用一台電動機驅動左右兩側的車輪。電動輪驅動形式的機械傳動裝置的體積與質量較電動機中央驅動形式的大大減小,效率顯著提高,代價是增加了控制系統的復雜程度與成本。
純電動汽車的結構:純電動汽車有哪些種類
純電動汽車發展至今,種類較多,通常按車輛用途、車載電源數目以及驅動系統的組成進行分類。按照用途不同分類,純電動汽車可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三種。
(1)電動轎車是目前最常見的純電動汽車。除了一些概念車,純電動轎車已經開始批量生產,東風日產啟辰晨風、比亞迪秦已進入汽車市場。
(2)電動貨車用作功率運輸的電動貨車目前還比較少,而在礦山、工地及一些特殊場地,則早已出現了一些大噸位的純電動載貨汽車。
(3)電動客車,目前純電動小客車也較少見;純電動大客車用作公共汽車,在一些城市的公交線路以及世博會、世界性的運動會上,已經有了良好的表現。
純電動汽車的結構:純電動汽車發展歷程是怎樣的
早在19世紀後半葉的1873年,英國人羅伯特·戴維森製作了世界上最初的可供實用的電動汽車。這比德國人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)發明汽油發動機汽車早了10年以上。
戴維森發明的電動汽車是一輛載貨車,長4800mm,寬1800mm,使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池。其後,從1880年開始,應用了可以充放電的二次電池。從一次電池發展到二次電池,這對於當時電動汽車來講是一次重大的技術變革,由此電動汽車需求量有了很大提高。在19世紀下半葉成為交通運輸的重要產品,寫下了電動汽車在人類交通史上的輝煌一頁。1890年法國和英倫敦的街道上行駛著電動大客車,當時的車用內燃機技術還相當落後,行駛里程短,故障多,維修困難,而電動汽車卻維修方便。
在歐美,電動汽車最盛期是在19世紀末。1899年法國人考門·吉納駕駛一輛44kW雙電動機為動力的後輪驅動電動汽車,創造了時速106km的記錄。
1900年美國製造的汽車中,電動汽車為15755輛,蒸汽機汽車1684輛,而汽油機汽車只有936輛。進入20世紀以後,由於內燃機技術的不斷進步,1908年美國福特汽車公司T型車問世,以流水線生產方式大規模批量製造汽車使汽油機汽車開始普及,致使在市場競爭中蒸汽機汽車與電動汽車由於存在著技術及經濟性能上的不足,使前者被無情的歲月淘汰,後者則呈萎縮狀態。
純電動汽車的結構:純電動汽車的核心技術是什麼
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。
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。
純電動汽車的結構:純電動汽車在中國的發展現狀及未來前景如何
中國電動汽車雖然沒有歐美等國家起步早, 但國家從維護能源安全, 改善大氣環境, 提高汽車工業競爭力, 實現我國汽車工業的跨越式發展的戰略高度考慮, 從「八五」開始到現在, 電動汽車研究一直是國家計劃項目, 並在2001 年設立了「電動汽車重大科技專項」。通過組織企業、高等院校和科研機構, 集中各方面力量進行聯合攻關, 現正處於研發勢頭強勁階段, 部分技術已經趕上甚至超過世界先進水平。
隨著電動汽車行業競爭的不斷加劇,大型電動汽車企業間並購整合與資本運作日趨頻繁,國內優秀的電動汽車企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的電動汽車品牌迅速崛起,逐漸成為電動汽車行業中的翹楚!
另外,國務院印發了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》(以下簡稱《發展規劃》)的通知,其中刪除了徵求意見稿中「近期以混合電動車為重點」和「中/重度混合動力乘用車占乘用車年產銷量的50%以上」的字句。對此業界專家認為,這樣有效避免之前直接點明以混合電動車為重點而可能引起的新能源發展路線之爭,又迴避了之前定出的難以達到的高指標,再次明晰了未來新能源發展目標。
G. 純電動汽車的主要部件
首先,純電動汽車的能量主要是通過柔性的電線而不是通過剛性聯軸器和轉動軸傳遞的,因此,純電動汽車各部件的布置具有很大的靈活性。
其次,純電動汽車驅動系統的布置不同,如獨立的四輪驅動系統和輪轂電動機驅動系統等,會使系統結構區別很大;採用不同類型的電動機,如直流電動機和交流電動機,會影響到純電動汽車的重量、尺寸和形狀;不同類型的儲能裝置,如蓄電池,也會影響純電動汽車的重量、尺寸及形狀。
另外,不同的能源補充裝置具有不同的硬體和機構,例如,蓄電池可通過感應式和接觸式的充電機充電,或者採用更換蓄電池的方式,將替換下來的蓄電池再進行集中充電。
純電動汽車的結構主要由電力驅動控制系統、汽車底盤、車身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅動控制系統,其他部分的功能及其結構組成基本與傳統汽車相同,不過有些部件根據所選的驅動方式不同,已被簡化或省去了。
所以電力驅動控制系統既決定了整個純電動汽車的結構組成及其性能特徵,也是純電動汽車的核心,它相當於傳統汽車中的發動機與其他功能以機電一體化方式相結合,這也是區別於傳統內燃機汽車的最大不同點。
H. 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。
I. 純電動汽車結構是怎麼形式
(1)發動機換為電動機結構:把傳統汽車的發動機簡單地換為電動機即可