電動汽車牽引電機應用

㈠ 電動汽車電機的發展經歷

永磁無刷直流電機
通過改變永磁直流電機的定子和轉子的位置，就可以得到永磁無刷直流電機。需注意到是「直流」這個術語會引起誤解，因為它並不是指直流電機，實際上它採用交流方波供電，所以也稱為永磁無刷方波電機。它最大的優點是無刷，消除了電刷帶來的許多問題。而且方波電流方波磁場相互作用可以產生更大的轉矩。佛山照明沈大衛教授給的全稱就是「永磁無刷方波力矩電機」。
永磁無刷同步電機
用永磁材料代替傳統同步電機的勵磁繞組，就能去掉傳統的電刷、滑環和勵磁繞組的銅損，由於採用正弦交流電及無刷結構，又叫永磁無刷交流電機。其優點是高能量密度和高效率，其恆功率區域有更寬的轉速范圍，並可以以矢量控制方法來滿足電動汽車的高性能要求。如南車時代的電機。
非同步電機驅動系統
非同步電機其特點是結構簡單、堅固耐用、成本低廉、運行可靠、低轉矩脈動、低雜訊、不需要位置感測器、轉速極限高。
非同步電機矢量控制調速技術比較成熟，使得非同步電機驅動系統具有明顯的優勢，因此被較早應用於電動汽車的驅動系統，仍然是電動汽車驅動系統的主流產品（尤其在美國），但已被其它新型無刷永磁牽引電機驅動系統逐步取代。最大缺點是驅動電路復雜，成本高；相對永磁電機而言，非同步電機效率和功率密度偏低。

㈡ 電動汽車電機的發展趨勢

電機驅動系統
從20世紀80年代開關磁阻電機驅動系統問世後，打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式；並隨著磁阻電機，永磁電機、電力電子技術和計算機技術的發展，交流電機驅動系統設計進入一個新的黃金時代；新的電機拓樸結構與控制方式層出不究，推出了新一代機電一體化電機驅動系統迅猛發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動系統已成為各國研究和開發的主要熱點之一。
SRD開關磁阻電機驅動系統的主要特點是電機結構緊湊牢固，適合於高速運行，並且驅動電路簡單成本低、性能可靠，在寬廣的轉速范圍內效率都比較高，而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電機驅動系統很適合電動車輛的各種工況下運行，是電動車輛中極具有潛力的機種。SRD的最大特點是轉矩脈動大、雜訊大；此外，相對永磁電機而言，功率密度和效率偏低；另一個缺點是要使用位置感測器增加了結構復雜性、降低了可靠性。因此無感測器的SRD也是未來的發展趨勢之一。
永磁式開關磁阻電機也稱為雙凸極永磁電機，永磁式開關磁阻電機可採用圓柱形徑向磁場結構、盤式軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上迭加了永磁轉矩，永磁轉矩的存在有助於提高電機的功率密度和減小轉矩脈動，以利於它在電動車輛驅動系統中應用。
轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車公司研發中心的極大關注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機具有磁場控制能力，類似直流電機的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合電動車輛牽引電機低速大力矩和恆功率寬調速的需求。該電機的研究處於探索階段，電機的機理和設計理論有待於進一步深入研究與完善，作為電動車輛牽引電機具有較強的潛在的競爭優勢。
此外，正在研發的熱點課題還有：
具有磁場控制能力的永磁同步電機驅動系統；
車輪電機驅動系統；
動力傳動一體化部件（電機、減速齒輪、傳動軸）；
雙饋電非同步電機驅動系統和雙饋電永磁同步電機驅動系統。
電子伺服系統
1993年美國能源部、商務部、貿易部、國防部、環保局、宇航局、國家科學基金會七個政府部門下美國三個最大的汽車製造公司，克萊斯勒、福特和通用，建立了新一代車輛夥伴關系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目標是開發新一代機動車技術，以增強美國汽車工業的實力。1998年至2002年期間，美國國家自然科學基金（NSF）資助美國國家電力電子中心（由美國Virginia和美國Wisconsin等四所大學組建）研發車輛電子動力驅動系統、電子伺服控制系統和各種車輛專用IC模塊，提高汽車電子電氣部件的可靠性，降低其成本和搶占車輛電氣自動化技術的制高點，增強在國際市場的競爭力。線控的汽車電子伺服系統（X－by－wire）在未來將是十分重要的技術，該技術可將各種獨立的系統（如轉向、制動、懸掛等）集成到一起由計算機調控，使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結構大大改善，設計的靈活度也大大增加。電子動力方向盤和線控剎車已經在一些歐洲車型上被採用，在這個系統中已經削減了相當多的機械部件，如液壓泵等。汽車電子伺服技術是具有革命性的技術，隨著這個技術的使用，許多傳統的機械部件將會在未來的汽車上消失，而越來越多的車用伺服電機將出現在未來的汽車上。

㈢ 請問什麼是牽引電機

鐵路干線電力機車、工礦電力機車、電力傳動內燃機車和各種電動車輛（如蓄電池車、城市電車、地下鐵道電動車輛）上用於牽引的電機
。牽引電機包括牽引電動機、牽引發電機、輔助電機等。

牽引電動機 在機車或動車上用於驅動一根或幾根動輪軸的電動機。牽引電動機有多種類型，如直流牽引電動機、交流非同步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。直流牽引電動機，尤其是直流串勵電動機有較好調速性能和工作特性，適應機車牽引特性的需要，獲得廣泛應用。

牽引電動機的工作原理與一般直流電動機相同，但有特殊的工作條件：空間尺寸受到軌距和動輪直徑的限制；在機車運行通過軌縫和道岔
時要承受相當大的沖擊振動；大、小齒輪嚙合不良時電樞上會產生強烈的扭轉振動;在惡劣環境中運用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牽引電
動機在設計和結構上也有許多要求，如要充分利用機體內部空間使結構緊湊，要採用較高級的絕緣材料和導磁材料，零部件需有較高的機械強
度和剛度，整台電機需有良好的通風散熱條件和防塵防潮能力，要採取特殊的措施以應付比較困難的「換向」條件以減少炭刷下的火花等。

牽引電動機有兩種懸掛方式。一種是牽引電動機和動輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。採用這種懸掛方式時，動輪通過軌
縫和道岔所產生的沖擊振動會直接傳給牽引電動機。抱軸式懸掛適用於結構速度低於120公里/小時的機車車輛。另一種是架承式懸掛(或稱全懸
掛)。採用這種懸掛方式時牽引電動機固定懸掛在轉向架構架上，在牽引電動機軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動
的影響。架承式懸掛適用於結構速度高於120公里/小時的機車車輛。

在用牽引變壓器降壓經硅整流器或大功率晶閘管整流後供電給直流串勵牽引電動機時，加在牽引電動機上的電壓為脈動電壓，因此這種牽
引電動機稱為脈流牽引電動機。大功率脈流牽引電動機的「換向」條件更加困難。此外，電動機內部還有一些附加損耗，從而引起電動機溫升
，因此，脈流牽引電動機在設計和結構上還要採取一定的特殊措施，以解決「換向」和溫升兩個突出的問題。

牽引發電機 專用於電力傳動內燃機車，以供給牽引電動機電力的發電機，又稱主發電機。牽引發電機有直流和交流兩種。直流牽引發電
機直接向直流牽引電動機供電。交流牽引發電機發出的三相交流電經硅整流器整流後再向直流牽引電動機供電。交流整流電路是三相的，整流
電壓雖然有脈動，但脈動量比較小，因此牽引電動機還被認為是一般的直流電動機。

輔助電機 電力機車上的輔助電機可用直流電動機，也可用三相交流非同步電動機。用直流電動機作為輔助電機時，須由專用的硅整流器供
電。用三相交流非同步輔助電動機時，須由靜止變相、變頻裝置或專用的旋轉電機供給三相電源。這種專用的旋轉電機稱為劈相機，可以把單相
交流電變為三相交流電。

發展趨向 為了解決直流和脈流牽引電動機的「轉向」問題，有些國家已在使用晶閘管無換向器式牽引電動機和三相交流非同步變頻牽引電
動機，並在試驗以直線非同步電動機為動力的磁懸浮高速車輛。晶閘管無換向器式牽引電動機是由一台同步電動機和一組晶閘管逆變器組成，用
晶閘管和轉子位置檢測器來代替直流牽引電動機的換向器和炭刷結構。這種電動機具有直流電機的優點而沒有困難的「換向」問題。但晶閘管
及其控制系統相當復雜，所以電子元件直接影響電動機的運行可靠性。三相交流非同步變頻牽引電動機結構簡單，工作可靠，成本低廉，是比較
理想的牽引電動機。但由於需用變頻調速，它的發展和應用一度受到限制。60年代，大功率晶閘管變頻裝置的發展使非同步電動機能夠實現變頻
調速。現在各國已有較多機車和動車採用三相交流非同步變頻牽引電動機。聯邦德國和日本在試驗的磁懸浮高速車輛上採用直線非同步電動機。它的初級繞組敷設在地面導軌上，由地面的變頻電源供電以產生行波磁場，調節供電電源頻率就可改變磁懸浮高速車輛的速度。次級繞組就是反應板，裝在車輛的構架上。初級行波磁場和次級感應電流的相互作用，不僅產生使車輛前進的推力，而且還產生磁拉力以懸浮車輛，並在制動工況時起著動力制動的作用。

㈣ 純電動汽車動力布置有哪些形式

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。

純電動汽車採用電動機中央驅動形式，直接借用了內燃機汽車的驅動方案，由發動機前置前驅發展而來，由電動機、離合器、變速箱和差速器組成。用電驅動裝置替代了內燃機，通過離合器將電動機動力與驅動輪進行連接或動力切斷，變速箱提供不同的傳動比以變更轉速—功率曲線匹配的需要，差速器實現轉彎時兩車輪不同車速的行駛。

純電動汽車採用雙電動機電動輪驅動方式，機械差速器被兩個牽引電動機所代替，兩個電動機分別驅動各自車輪，轉彎時通過電子差速控制以不同車速行駛，省掉了機械變速器。

純電動汽車所獨有的以蓄電池作能量源的一種結構，蓄電池可以布置在上的四周，也可以集中布置在車的尾部或者布置在底盤下面。所選用的蓄電池應該能提供足夠高的比能量和比功率，並且在車輛制動時能回收再生制動能量。具有高比能量和高比功率的動力電池對純電動汽車的加速性和爬坡能力。

為了解決一種蓄電池不能同時滿足對比能量和比功率的要求這個問題，可以在純電動汽車同時採用兩種不同的蓄電池，其中一種能提供高比能量，另外一種提供高比功率。兩種電池作混合能量源的基本結構，這兩種結構不僅分開了對比能量和比功率的要求，而且在汽車下坡或制動時可利用蓄電池回收能量。

燃料電池所需的氫氣不僅能以壓縮氫氣、液態氫或金屬氫化物的形式儲存，還可以由常溫的液態燃料如甲醇或汽油隨車產生。一個帶小型重整器的純電動汽車的結構，燃料電池所需的氫氣由重整隨車產生。

㈤ 串聯式混合動力汽車的工作原理及特點是什麼

一、工作原理

串聯式混合動力系統一般由內燃機直接帶動發電機發電，產生的電能通過控制單元傳到電池，再由電池傳輸給電機轉化為動能，最後通過變速機構來驅動汽車。

在這種聯結方式下，電池就象一個水庫，只是調節的對象不是水量，而是電能。電池對在發電機產生的能量和電動機需要的能量之間進行調節，從而保證車輛正常工作。

二、工作特點

發動機啟動後持續工作在高效區，通過發電機給電池發電，而驅動電機作為整車的動力源驅動整車運行。

由此可見，串聯混合動力技術，需要將機械能轉化為電能(Engine->Generator->Battery)，然後再將電能轉化為機械能(Battery->Traction)，因為需要兩次能量轉換，所以整體的效率會比較低。

同時需要驅動電機(Traction)用來代替傳統的發動機(Engine)達到牽引的目的，所以電池容量，發電機，驅動電機的功率都不能太小，因而串聯模式大多數應用在大型車(Bus,Dumping etc.)中。

(5)電動汽車牽引電機應用擴展閱讀

串聯式混合動力電動汽車是由發電機、發動機、整流器、蓄電池組、牽引電動機、機械傳動裝置等組成。如果蓄電池組可以外插電網充電，則屬於插電式串聯混合動力電動汽車。

發動機和發電機之間是機械連接的，牽引電機與機械傳動裝置（主減速器、差速器）之間也是機械連接的，燃油箱與發動機之間是管路連接，其餘部分是電纜連接。

從燃油箱、發動機、發電機、整流器流出的能量是單向的，可以經電動機控制器、牽引電動機直到機械傳動裝置，提供車輛行駛所需要的能量，也可以經過 DC/DC 轉換器到達蓄電池組，提供維持蓄電池組 SOC 的能量。

從蓄電池組、DC/DC 轉換器、電動機控制器、牽引電動機直到機械傳動裝置，能量流動可以是雙向的。根據路況及控制策略，牽引電動機被控制為電動機或發電機，在驅動時，作為電動機使用，提供整車行駛所需要的動力；

在制動減速時，作為發電機使用，將整車動能的一部分轉化為電能，經 DC/DC 轉換器給蓄電池充電，這樣，就實現了能量的雙向流動。

㈥ 牽引電機中牽引電機的要求有哪些

我沒看過專門介紹高鐵的資料，但是好像直流電機無法有這么好的性能吧。直流有電刷的非常不適合大功率，電刷的老化太快，效率也低。直流無刷的本質還是交流，只不過是方波輸入，電流、功率和轉矩的高次諧波比較多，電磁環境較差。而且，直流無刷的最廣應用還是在電腦風扇上，做高鐵恐怕功率也不夠。就目前看來，還是交流電機的特性最好，三相正弦波電流疊加的結果是一個不變的常數，沒有諧波污染。
交流電機中非同步機的設計已經很完善，魯棒性好，控制簡單，是交流電機中的絕對主導。同步機的話新型的永磁體電機也很好了，主要應用是高精度數碼機床、混合電動車，只不過有一些保護方面的措施還研究的不是特別到位，有過熱退磁的現象發生。同步勵磁電機的話裝置比較多比較煩，一般用於火力、水利發電廠。可以說，這個世界上的較大功率電機（1MW以上），基本都是交流的。發電基本是同步，電動機基本是非同步。另外我給你一個數據，這個世界大約70%的電力是電機消耗的，這裡面還有70%是非同步電機。

㈦ 你認為電動汽車電機與工業電機有什麼異同呢

汽車電機的轉速轉矩范圍寬，電機可能工作在任何一個工作點，設計的時候要考慮整個調速范圍內的效率，功率因數，損耗等，工業電機一般工作在某個或某幾個工作點。另外汽車電機的可靠性要求高。理論上沒有什麼差異，肯定都得追求效率，主要由於應用場合不一樣，結構會不一樣，根據不同的要求，會增減一些測試附件，如編碼器之類的。電動汽車電機屬於工業電機的一種。按照使用領域分類，電機分為工業電機和民用電機兩種。工業電機的負載設備可有水泵、風機、磨機、軋鋼機、卷揚機、曳引機、牽引電機（電動汽車驅動電機、地鐵驅動電機、列車驅動電機、高鐵驅動電機）等。

㈧ 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。

㈨ 牽引電機的分類

在機車或動車上用於驅動一根或幾根動輪軸的電動機。牽引電動機有多種類型，如直流牽引電動機、交流非同步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。直流牽引電動機，尤其是直流串勵電動機有較好調速性能和工作特性，適應機車牽引特性的需要，獲得廣泛應用。
牽引電動機的工作原理與一般直流電動機相同，但有特殊的工作條件：空間尺寸受到軌距和動輪直徑的限制；在機車運行通過軌縫和道岔時要承受相當大的沖擊振動；大、小齒輪嚙合不良時電樞上會產生強烈的扭轉振動;在惡劣環境中運用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牽引電動機在設計和結構上也有許多要求，如要充分利用機體內部空間使結構緊湊，要採用較高級的絕緣材料和導磁材料，零部件需有較高的機械強度和剛度，整台電機需有良好的通風散熱條件和防塵防潮能力，要採取特殊的措施以應付比較困難的「換向」條件以減少炭刷下的火花等。
牽引電動機有兩種懸掛方式。一種是牽引電動機和動輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。採用這種懸掛方式時，動輪通過軌縫和道岔所產生的沖擊振動會直接傳給牽引電動機。抱軸式懸掛適用於結構速度低於120公里/小時的機車車輛。另一種是架承式懸掛(或稱全懸掛)。採用這種懸掛方式時牽引電動機固定懸掛在轉向架構架上，在牽引電動機軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動的影響。架承式懸掛適用於結構速度高於120公里/小時的機車車輛。
在用牽引變壓器降壓經硅整流器或大功率晶閘管整流後供電給直流串勵牽引電動機時，加在牽引電動機上的電壓為脈動電壓，因此這種牽引電動機稱為脈流牽引電動機。大功率脈流牽引電動機的「換向」條件更加困難。此外，電動機內部還有一些附加損耗，從而引起電動機溫升，因此，脈流牽引電動機在設計和結構上還要採取一定的特殊措施，以解決「換向」和溫升兩個突出的問題。 專用於電力傳動內燃機車，以供給牽引電動機電力的發電機，又稱主發電機。牽引發電機有直流和交流兩種。直流牽引發電機直接向直流牽引電動機供電。交流牽引發電機發出的三相交流電經硅整流器整流後再向直流牽引電動機供電。交流整流電路是三相的，整流電壓雖然有脈動，但脈動量比較小，因此牽引電動機還被認為是一般的直流電動機。

㈩ 廣汽新能源將率先使用 日本電產電機性能升級

近日有外媒報道，日本電產株式會社（Nidec）在其電動汽車牽引電機系列產品中增添了兩款新產品：用於中大型電動汽車的200kW牽引電機，以及用於微型和小型電動汽車的50kW牽引電機。這兩款產品都基於原有集電機、減速器、逆變器於一體的150kW「三合一」電驅動系統而打造。

據悉，新款200kW電驅動系統的定位是面向中國與歐洲市場中的高檔汽車。該款產品將率先裝配於廣汽新能源「AionS」和「AionLX」。與150kW電驅動系統相比，該產品不僅保持了原有的高能效、結構緊湊、重量輕等特點，電機與減速器的尺寸得到了進一步改進，功率提升30%，重量95kg，僅比150kW款增加了??9%。200kW將於2023年開始量產。電產日前曾表示：「到2025年，其『三合一』電驅動系統的累計訂單將超過1000萬台。」

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