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新能源汽車驅動電機的工作原理

發布時間: 2021-05-05 22:11:00

㈠ 純電動汽車的工作模式和原理

簡單的說就是用電動機取代燃油機,用電池蓄能方式取代油箱儲油方式。
簡單原理就是通過駕駛者控制電子油門踏板,給出模擬電子信號給控制器或處理器,再由控制器或處理器將模擬信號處理後控制電動機的輸出功率、轉速及正反轉等。所有能量來源於車載蓄電池。

新能源汽車驅動電機與工業驅動電機有何不同

相似之處:

1.它們都是馬達

看似廢話,我想說的是,電動車的電機只是一種電機,沒什麼特別的。分析方法逃不過常見的電磁分析方法,計算工具都是有限元軟體,模擬求解器都是基於瞬態求解器,電磁方程逃不過麥克斯韋方程。沒什麼大不了的,是有特殊負載要求的電機。

2.分類和控制是一樣的

電動汽車也分為感應電機和永磁電機,控制理論和方法與工業電機沒有區別。

差異:

1.嚴格的體積和重量要求

因為是車載,所以這個要求比較突出。普通工業電機對尺寸和重量沒有這么嚴格的要求,因為工業場地巨大,一般都是先達到工業目標。不同的電動汽車,其尺寸和重量決定了其動力性能和駕駛體驗,直接影響產品質量。所以電動車電機的難點在於提高功率重量密度和功率體積密度。電機越小越輕越厲害越好。

2.獨特的扭矩特性

啟動或低速時需要超高扭矩,這樣汽車的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工業電機沒有這么高的啟動速度要求。同時,需要在高速時提供足夠的動力,使汽車能夠高速巡航。

3.調速范圍寬

最大速度可能是電機基本速度的四倍甚至更高。目前電動車的最佳解決方案是省去多速變速箱,只使用固定齒輪組。這樣電機的轉速范圍越寬越好。以特斯拉的S型為例,電機最高轉速可以達到18000轉/分,相當可怕。這是對電力電子調速器的一個巨大考驗。

4.全面的效率要求

與電力機車不同,電力機車由受電弓供電,電動汽車由電池供電,續航里程完全取決於電機效率。電機效率每增加1%,續航里程可增加1%。因此,電機的效率非常高。再高一點就是勝利,每一點能量都要優化。

5.其他人

至於低噪音、高穩定性、合理散熱、性價比等等,我就不提了。這些是基本要求。

技術細節:

1.扭矩-速度效率分布圖:

電動汽車電機的效率分布圖應如下:

電動車電機和工業電機有什麼異同?

整機的設計目前已經基本達到了電機設計的極限,可以稱之為手工藝。

㈢ 新能源電動汽車的驅動電動機

驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。目前電動汽車上廣泛採用直流串激電動機,這種電機具有軟的機械特性,與汽車的行駛特性非常相符。但直流電動機由於存在換向火花,功率小、效率低,維護保養工作量大;隨著電機控制技術的發展,勢必逐漸被直流無刷電動機(BLDCM)、開關磁阻電動機(SRM)和交流非同步電動機所取代,如無外殼盤式軸向磁場直流串勵電動機。 電動機調速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。
早期的電動汽車上,直流電動機的調速採用串接電阻或改變電動機磁場線圈的匝數來實現。因其調速是有級的,且會產生附加的能量消耗或使用電動機的結構復雜,現已很少採用。目前應用較廣泛的是晶閘管斬波調速,通過均勻地改變電動機的端電壓,控制電動機的電流,來實現電動機的無級調速。在電子電力技術的不斷發展中,它也逐漸被其他電力晶體管(入GTO、MOSFET、BTR及IGBT等)斬波調速裝置所取代。從技術的發展來看,伴隨著新型驅動電機的應用,電動汽車的調速控制轉變為直流逆變技術的應用,將成為必然的趨勢。
在驅動電動機的旋向變換控制中,直流電動機依靠接觸器改變電樞或磁場的電流方向,實現電動機的旋向變換,這使得電路復雜、可靠性降低。當採用交流非同步電動機驅動時,電動機轉向的改變只需變換磁場三相電流的相序即可,可使控制電路簡化。此外,採用交流電動機及其變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。 電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在 電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。目前國內電動汽車在大功率載客汽車,給提供空氣制動設備有耐力NAILI滑片式空氣壓縮機,主要是壓縮空氣的制動方式。

㈣ 新能源汽車與傳統汽車相比較,其結構及工作原理何不同

與傳統汽車的「三大件」不同,由「電機、電池、電控」組成的「三電」系統是新能源汽車的核心部件,包括人車交互等新型智能網聯系統,這些都是由新能源汽車產業催生出的新的需求。

新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。

電動汽車的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、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、電源和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。
純電動汽車(BladeElectricVehicles,BEV)是一種採用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車,它利用蓄電池作為儲能動力源,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛。
混合動力汽車(HybridElectricVehicle,HEV)是指驅動系統由兩個或多個能同時運轉的單個驅動系聯合組成的車輛,車輛的行駛功率依據實際的車輛行駛狀態由單個驅動系單獨或多個驅動系共同提供。因各個組成部件、布置方式和控制策略的不同,混合動力汽車有多種形式。
燃料電池電動汽車(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下.在燃料電池中經電化學反應產生的電能作為主要動力源驅動的汽車。
氫發動機汽車是以氫發動機為動力源的汽車。一般發動機使用的燃料是柴油或汽
油,氫發動機使用的燃料是氣體氫。氫發動機汽車是一種真正實現零排放的交通工具,排放出的是純凈水,其具有無污染、零排放、儲量豐富等優勢。
雖然目前來看專用車的銷量佔比在整體銷量中的佔比較小,但隨著未來政策方面的扶植力度加大,預計未來將成為市場增速的主力。

㈤ 新能源電動汽車工作原理

從新能源電動汽車的名字我們就可以看出新能源電動汽車與傳統的汽車不同這處在於新能源電動這五個字,也就說是新能源電動汽車的動力來源不是傳統的柴油各汽油而是新型能源——電能。 新能源電動汽的組成可以分為:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械繫統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成:
①、電源
電源為電動汽車的驅動電動機提供電能,電動機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。有別於老式的電網電車,新能源電動汽車電源主要是高能蓄電池,這樣新能源電動汽車行車范圍就不會局限於電車電網,也不用擔心電網停電,這就使的新能源電動汽車行車的范圍與傳統汽車一樣了。
②. 驅動電動機
驅動電動機的作用是將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪和工作裝置。三相非同步交流電動機相比其它的類型的電動機的優勢:製造工藝相對簡單成熟、製造成本相對低、輸出功率大、穩定性好、維護成本較低。我所在的實習單位採用的是自家生產的三相非同步交流電機。
③. 電機控制器
該裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設置的,其作用是控制驅動電動機的電壓或電流,完成電動機的驅動轉矩和旋轉方向的控制。採用交流電動機及變頻調速控制技術,使電動汽車的制動能量回收控制更加方便,控制電路更加簡單。
④. 傳動裝置
電動汽車傳動裝置的作用是將電動機的驅動轉矩傳給汽車的驅動軸,當採用電動輪驅動時,傳動裝置的多數部件常常可以忽略。因為電動機可以帶負載啟動,所以電動汽車上無需傳統內燃機汽車的離合器。因為驅動電機的旋向可以通過電路控制實現變換,所以電動汽車無需內燃機汽車變速器中的倒檔。當採用電動機無級調速控制時,電動汽車可以忽略傳統汽車的變速器。在採用電動輪驅動時,電動汽車也可以省略傳統內燃機汽車傳動系統的差速器。
⑤. 行駛裝置
行駛裝置的作用是將電動機的驅動力矩通過車輪變成對地面的作用力,驅動車輪行走。它同其他汽車的構成是相同的,由車輪、輪胎和懸架等組成
⑥. 轉向裝置
專項裝置是為實現汽車的轉彎而設置的,由轉向機、方向盤、轉向機構和轉向輪等組成。作用在方向盤上的控制力,通過轉向機和轉向機構使轉向輪偏轉一定的角度,實現汽車的轉向。多數電動汽車為前輪轉向,工業中用的電動叉車常常採用後輪轉向。電動汽車的轉向裝置有機械轉向、液壓轉向和液壓助力轉向等類型。
⑦. 制動裝置
電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣,是為汽車減速或停車而設置的,通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上,一般還有電磁製動裝置,它可以利用驅動電動機的控制電路實現電動機的發電運行,使減速制動時的能量轉換成對蓄電池充電的電流,從而得到再生利用。
⑧. 工作裝置
工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。

㈥ 油電混合動力汽車的工作原理是什麼和插電式混合動力汽車有什麼不同

什麼是油電混合動力?

這種車型是電池容量比較小,只能通過發動機的正常工作是,來對電池實行反沖。而電池的主要作用是用來啟動車輛,起步,急加速等等。超過一定的時速,就會轉換成發動機帶動汽車前行。當然,車子在起步、急加速時,是最費油的,而電機的介入就很好地解決了這一問題,因此油耗並不是特別高。就拿卡羅拉雙擎來說,雖然搭載的是1.8L的發動機,但是百公里油耗僅為4.2L.而小黑同事,能開到3.8L,這個油耗已經是很省了。這類車型主要是以發動機為主,而電為輔。因此,這類車是屬於節能車,不是新能源車,而在掛牌上路時,只能是普通車牌。

什麼是插電式混合動力?

這種車型是可以通過充電設施給電池充電的,然後電用完,可以直接在轉化到傳統燃油發動機。一般插電式混動靠電池行駛可在50KM-100KM不等。如果每天只是在市區上下班開車,基本上是用不到發動機工作的。從某種意義上來說,插電式混動在市區開還是比較合適的,而正是插電式混動車型可以完全靠電池來行駛較長的距離,所以它被劃分到了新能源汽車。可以掛綠牌。也就是省油並且不限號,不過動力上可能不是太強勁,續航能力也還可以,但是目前技術還可以小黑只能推薦比亞迪。

㈦ 現在新能源汽車上用的電機是什麼電機

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。

㈧ 增程式電動汽車的工作原理

在電池電量充足時,動力電池驅動電機,提供整車驅動功率需求,此時發動機不參與工作。當電池電量消耗到一定程度時,發動機啟動,發動機為電池提供能量對動力電池進行充電。當電池電量充足時,發動機又停止工作,由電池驅動電機,提供整車驅動。

(8)新能源汽車驅動電機的工作原理擴展閱讀:

純電動汽車的驅動電機有直流有刷、無刷、有永磁、電磁之分,再有交流步進電機等,它們的選用也與整車配置、用途、檔次有關。

另外驅動電機之調速控制也分有級調速和無級調速,有採用電子調速控制器和不用調速控制器之分。電動機有輪轂電機、內轉子電機、有單電機驅動、多電機驅動和組合電機驅動等。

優點:技術相對簡單成熟,只要有電力供應的地方都能夠充電。

缺點:蓄電池單位重量儲存的能量太少,還因電動車的電池較貴,又沒形成經濟規模,故購買價格較貴,至於使用成本,有些使用價格比汽車貴,有些價格僅為汽車的1/3,這主要取決於電池的壽命及當地的油、電價格。

工作裝置是工業用電動汽車為完成作業要求而專門設置的,如電動叉車的起升裝置、門架、貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機驅動的液壓系統完成。

純電動汽車以電動機代替燃油機,由電機驅動而無需自動變速箱。相對於自動變速箱,電機結構簡單、技術成熟、運行可靠。

傳統的內燃機能把高效產生轉矩時的轉速限制在一個窄的范圍內,這是為何傳統內燃機汽車需要龐大而復雜的變速機構的原因;而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效產生轉矩,在純電動車行駛過程中不需要換擋變速裝置,操縱方便容易,噪音低。

與混合動力汽車相比,純電動車使用單一電能源,電控系統大大減少了汽車內部機械傳動系統,結構更簡化,也降低了機械部件摩擦導致的能量損耗及噪音,節省了汽車內部空間、重量。

電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行駛中的主要執行結構,驅動電機及其控制系統是新能源汽車的核心部件(電池、電機、電控)之一,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。

電動汽車中的燃料電池汽車FCV、混合動力汽車HEV 和純電動汽車EV 三大類都要用電動機來驅動車輪行駛,選擇合適的電動機是提高各類電動汽車性價比的重要因素。

因此研發或完善能同時滿足車輛行駛過程中的各項性能要求,並具有堅固耐用、造價低、效能高等特點的電動機驅動方式顯得極其重要。

㈨ 新能源汽車傳動原理

隨著時代的發展,新能源汽車漸漸的進入了我們的生活,在二十一世紀的今天,電動汽車又將會成為未來新能源的最終解決方案。毫無疑問,電動汽車最大的優勢便是無排放污染。其次電動汽車還具有噪音低,結構簡單,使用維修方便等特點。那麼新能源汽車原理是什麼呢?

新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機

新能源汽車原理是什麼——電動汽車的心臟:電動機

純電動汽車是完全用電動機來取代發動機驅動的,不少人認為電動機的動力沒有發動機好,然而在先進的交流電機的驅動下,現代電動汽車的動力性甚至遠遠超過了不少大排量內燃機。

電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。

事實上,電動機驅動與發動機相比有兩大技術優勢:首先,發動機能高效產生轉矩時的轉速被限制在一個較窄的范圍內(即經濟運行區),因此需要變速器適應這一特性。而電動機可以在相當寬廣的速度范圍內高效地產生轉矩,這意味著電動車甚至只需要單級減速齒輪就可以驅動車輛。其次,由於高度電氣化的控制系統引入,電動機實現動力輸出的快速響應能力遠高於發動機,這意味著電動機的響應比發動機更加靈敏。

新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組

新能源汽車原理是什麼——電動車的「油箱」:電池組

制約電動汽車發展的主要問題還是集中於電池成本較高,充電時間長,續駛里程較短。近年來,不少汽車公司和研究機構的最新研究正在逐漸彌補電動汽車的這些先天缺陷。目前鎳氫電池和鋰電池為不少電動車和混合動力車所使用,其中鎳氫電池可快速充電,循環壽命長,同時它不存在重金屬污染,也被稱為「綠色電池」,但是比能量沒有鋰電池高。鋰電池有很多種類,例如鋰離子電池、鋰熔鹽電池、鋰聚合物電池,其具備較高的能量密度,等比功率大、比能量高,非常適合作為電動車車載電池。近年來,鋰電池的研究使其在壽命和穩定性方面有大幅提升,因此鋰電池是未來電動車的主力電池類型。

新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統

新能源汽車原理是什麼——電動車的神經中樞:電控系統

電力驅動控制系統是電動車的神經中樞,它將電動機,電池和其他輔助系統互為連接並且加以控制。電力驅動控制系統按工作原理可劃分為車載電源模塊、電力驅動主模塊和輔助模塊三大部分。

電力驅動主模塊主要由中央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置等組成。

中央控
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