新能源汽車電機設計
⑴ 新能源汽車電機里要用多少永磁
每台新能源汽車的驅動電機一般需要2-3.5kg 的高性能釹鐵硼永磁材料。每個車企客戶的需求都不一樣,不同的需求導致不同的電機設計,因此對磁材的性能、數量要求也不同,包括磁鋼尺寸、鍍層、磁性能指標都各不相同。
新能源汽車電機原理
單相非同步電機通過電容移相作用,將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。
將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機線圈繞組,就在電機內形成旋轉的磁場,旋轉磁場在電機轉子內產生感應電流,感應電流產生的磁場與旋轉磁場方向相反,被旋轉磁場推拉進入旋轉狀態,由於轉子必須切割磁力線才能產生感應電流,因此轉子轉速必須低於旋轉磁轉速,故稱非同步電機。
⑵ 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。
⑶ 新能源汽車電機控制系統有哪些功能
電機控制器的作用就是控制動力電源與驅動電機之間能量傳輸的裝置。
⑷ 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。
⑸ 新能源汽車選用電機有何要求
1、電動汽車對於驅動電機的要求
目前電動汽車主要有三個性能指標:
(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。
在美國某機場運營的純電動客車
大家都知道,電機分很多種。單工業電機就有很多。但是作為電動汽車的驅動電機,其誕生之初就有著獨特的性能要求:
(1)適用汽車各種工況:頻繁的啟動/停車、加速/減速,這就要求電動汽車的驅動電機滿足轉矩控制的動態性能要高。
(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)驅動電機調速性能要好: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)可靠性好:鑒於電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,因此,可靠性必須要高。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
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。
⑹ 新能源汽車電氣和電機有什麼區別
電動汽車是汽車行業的發展趨勢,大家都知道其原理核心是用電機替代發動機,實現電力驅動。和常規使用感應電機相比,電動汽車電機無論在性能要求和驅動原理上都有較大區別:
1、電動汽車電機應該具備較大的啟動轉矩、良好的啟動性能和良好的加速性能來滿足電動汽車的頻繁啟停、加減速或爬坡等要求。反映在電機測試上,就是要求電機在進行轉速或轉矩控制時,響應時間要短;同時在外界負載發生階躍變化時,電機自身的反映要夠快,調整輸出的功率和轉速;
2、電機汽車電機的恆功率范圍應該設計得較為寬廣,以滿足電動汽車高速行駛時的轉矩輸出,保證汽車可實現的最高時速;
3、電動汽車電機應該具備較大范圍的調速能力,在低速時具有較大的轉矩,在高速時具有高功率,能夠根據駕駛需要,隨時調整電動車的行駛速度和相應的驅動力;
4、電動汽車電機應該具備良好的效率特性,在較寬的轉速/轉矩范圍內,獲得最優的效率,提高一次充電後的持續行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環區,獲得85%~93%的效率;
5、電動汽車電機的外形尺寸要求盡可能小,質量盡可能輕,功率密度最優化;
6、電動汽車電機應該具備良好的可靠性,耐溫和耐潮濕性能強, 能夠在較惡劣的環境下長期工作,運行時噪音低,維修方便。
⑺ 新能源汽車驅動電機的技術參數有哪些
新能源汽車具有環保、節約、簡單三大優勢。在純電動汽車上體現尤為明顯: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。
傳統的內燃機能高效產生轉矩時的轉速限制在一個窄的范圍內,這就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使中的主要執行結構,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。
⑻ 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。
⑼ 國產新能源汽車的電機是中國造的嗎
國產新能源汽車的電機是中國造的。
電機作為電動汽車的動力源泉,其重要性不言而喻,目前國內大多數電動汽車採用功耗較低但是製造成本較高的永磁同步電機,例如比亞迪,北汽新能源,吉利帝豪等,當然也有少數車型採用了成本較低但是更為費電的交流非同步電機,例如蔚來ES8,江鈴E200等。目前國內使用感應電機的新能源品牌主要是蔚來,其中ES8延續之前發布的電動跑車採用了非同步感應電機的設計,前後雙電機的設計可以帶來最大478kW的功率,並以此帶來4.4秒的百公里加速,而電機供應商則是自家的蔚然動力。
⑽ 新能源汽車的電機龍之谷需要滿足哪些條件
1、電動汽車對於驅動電機的要求
目前電動汽車主要有三個性能指標:
(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。
在美國某機場運營的純電動客車
大家都知道,電機分很多種。單工業電機就有很多。但是作為電動汽車的驅動電機,其誕生之初就有著獨特的性能要求:
(1)適用汽車各種工況:頻繁的啟動/停車、加速/減速,這就要求電動汽車的驅動電機滿足轉矩控制的動態性能要高。
(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)驅動電機調速性能要好: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)可靠性好:鑒於電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,因此,可靠性必須要高。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
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。