新能源汽車的電驅動系統
1. 新能源汽車驅動電機控制系統的組成是什麼
電機控制系統主要由電機控制器、驅動電機、電子換擋操縱裝置、加速踏板組成,還包括高壓電線、信號線和冷卻系統。
新能源汽車電機驅動系統包括電力電子變換器以及相應的控制器。電力電子變換器由固態器件組成,主要作用是將大量能量從電源傳遞給電機輸入端。
控制器通常由微控制器或數字信號處理器和相關的小信號電子電路組成,其主要作用是處理信息以及產生電力變換器半導體開關器件所需的切換信號。電機驅動系統主要部件、儲能裝置以及電機之間的關系。
新能源汽車電機驅動系統框圖功率變換器包括直流變換器和交流變換器,直流變換器用於驅動直流電機,直流變換器用於驅動交流電機。功率變換器是由大功率、快速響應的半導體器件組成。電機驅動系統的電力電子電路中的固態器件的作用是作為通或斷的電子開關將恆定電壓變換為可變頻、可變壓的電源。
所有的功率器件都有一個控制輸入門極(或柵極或基極)功率器件根據控制器輸出的控制信號導通或者關斷。在過去的20多年,功率半導體技術迅猛發展,使得直流和交流電機驅動系統朝著小型、高效和可靠的方向快速發展。在純電動汽車及混合動力汽車電機驅動系統中,最常用的功率器件是IGBT。IGBT的電壓、電流范圍以及開關頻率完全滿足電驅動系統的要求。
DC/DC及DC/AC變換器的作用新能源汽車驅動系統控制器管理和處理系統信息以控制電驅動系統的功率流向。控制器根據駕駛員的輸入指令進行動作,同時要遵循電機的控制演算法。經過幾十年的發展,各種電機都有很多種控制演算法。在這些控制演算法中,有些是用於高性能驅動系統的,另外一些是用於要求較低的調速驅動系統。
電力牽引用的電驅動系統需要響應快、效率高,因此其被歸類為高性能驅動系統的范疇。這些電機驅動系統控制演算法是計算密集型的,需要快速的處理器及相當多的反饋信號介面。現在的處理器基本都是數字信號處理器,取代了原來的模擬信號處理器。
與模擬信號處理器相比,數字信號處理器不僅可以降低漂移和誤差,同時短時間內處理復雜演算法的能力方面性能也有了較大的提高。控制器實際上是一個嵌入式系統,其中微處理器、數字信號處理器通過外圍介面電子模塊進行信號處理。
(圖/文/攝: 問答叫獸) Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鵬汽車P7 @2019
2. 什麼是電驅動系統為什麼說它對電動汽車非常重要
電動汽車的電驅動系統就像燃油車的發動機和變速箱一樣,是電動汽車的動力輸出裝置。也就是通過它可以將電池中的電能轉化成汽車行駛的動能,是決定電動汽車性能的核心部件,也被稱為電動汽車的心臟,所以才會那麼重要。
3. 新能源汽車的驅動電機有哪幾種形式
新能源汽車電機類型主要分為直流電機、交流非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。目前交流非同步感應電機和開關磁阻電機主要應用於新能源商用車,開關磁阻電機的實際裝配應用較少;永磁同步電機主要應用於新能源乘用車。
驅動電機系統是新能源汽車核心系統之一,其性能決定了爬坡能力、加速能力以及最高車速等汽車行駛的主要性能指標。驅動電機系統主要是由電機及其控制器組成,其中電機主要由定子、轉子、機殼、連接器、旋轉變壓器等零部件裝配而成。電動機一般要求具有電動、發電兩項功能,按類型可選用直流、交流、永磁無刷或開關磁阻等幾種電動機,功率轉換器按所選電機類型,有DC/DC功率變換器、DC/AC功率變換器等形式,其作用是按所選電動機驅動電流要求,將蓄電池的直流電轉換為相應電壓等級的直流、交流或脈沖電源。電機是應用電磁感應原理運行的旋轉電磁機械,用於實現電能向機械能的轉換。運行時從電系統吸收電功率,向機械繫統輸出機械功率。
根據中國汽車工業協會數據顯示,2018年1-11月,中國新能源汽車產銷分別完成105.4萬輛和103萬輛,比2017年同期分別增長63.6%和68%。其中純電動汽車產銷分別完成80.7萬輛和79.1萬輛,比2017年同期分別增長50.3%和55.7%;插電式混合動力汽車產銷分別完成24.7萬輛和23.9萬輛,比2017年同期分別增長130.3%和127.6%。
(圖/文/攝: 問答叫獸) 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019
4. 新能源汽車的電驅動系統里,最核心的技術的是什麼
電驅系統,也叫電驅動系統,一般由電機,傳動機構和變換器組成。這裡面最核心的技術當然是電機了。作為中國電驅系統中的開拓者,XPT蔚來驅動科技研發的240kW高性能電驅動系統以高功率感應非同步電機為核心,配合雙三相拓撲結構的電機控制器以及高扭矩齒輪箱,以高功率、大扭矩、高轉速的卓越性能,助力蔚來汽車躋身「4秒俱樂部」 滿意我的回答的,求給大大的贊。
5. 新能源汽車有幾種電機驅動
新能源汽車有4種電機驅動,電動汽車經常採用的驅動電機有直流電機、非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機四類。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,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。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。
什麼是電機?
所謂電機,就是將電能與機械能相互轉換的一種電力元器件。
當電能被轉換成機械能時,電機表現出電動機的工作特性;當機械能被轉換成電能時,電機表現出發電機的工作特性。大部分電動汽車在剎車制動的狀態下,機械能將被轉化成電能,通過發電機來給電池回饋充電。
電動機的發展狀態及分類電動汽車經常採用的驅動電機有直流電機、非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機四類。最早應用於電動汽車的是直流電機,這種電機的特點是控制性能好、成本低。隨著電子技術、機械製造技術和自動控制技術的發展,非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機表現出比直流電機更加優越的性能,這些類型的電機正在逐步取代直流電機。
下表是電動汽車常用的四種驅動電機性能比較:
★直流電動機優點:成本低、易控制、調速性能良好缺點:結構復雜、轉速低、體積大、維護頻繁特性:在電動汽車發展早期,直流電機被作為驅動電機廣泛應用,但是由於其結構復雜,導致它的瞬時過載能力和電機轉速的提高受到限制,長時間工作會產生損耗,增加維護成本。此外,電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱,會造成高頻電磁干擾,影響整車其他電器性能。因此,目前電動汽車行業已經基本將直流電動機淘汰。
(圖/文/攝: 問答叫獸) 蔚來EC6 小鵬汽車P7 MARVEL R 嵐圖FREE 奧迪A4L Model Y @2019
6. 新能源汽車電機驅動系統作用是什麼
驅動電機系統是純電動汽車三大核心部件之一,是電動汽車的動力來源。驅動電機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。驅動電機系統由驅動電動機(DM)和驅動電機控制器(MCU)構成,通過高低壓線束、冷卻管路,與整車其他系統作電氣和散熱連接。
整車控制器根據加速踏板、制動踏板、擋位等信號通過CAN網路向電機控制器驅動電車控制器發送指令,實時調節驅動電機的扭矩輸出,以實現整車的怠速、加速、能量回收等功能。
電機控制器能對自身溫度、電機的運行溫度、轉子位置進行實時監測,並把相關信息傳遞給整車控制器VCU,進而調節水泵和冷卻風扇工作,使電機保持在理想溫度下工作。
二、汽車驅動電機系統的組成部分:
1、驅動電動機:
(1)永磁同步電機:一種典型的驅動電機,具有效率高、體積小、可靠性高等優點,是動力系統的執行機構,是電能轉化為機械能載體。它依靠內置旋轉變壓器、溫度感測器,來提供電機的工作狀態信息,並將電機運行狀態信息實時發送給MCU。
(2)旋轉變壓器:檢測電機轉子位置,經過電機控制器內旋變解碼器解碼後,電機控制器可獲知電機當前轉子位置,從而控制相應的IGBT功率管導通,按順序給定子三個線圈通電,驅動電機旋轉。
(3)溫度感測器:作用是檢測電機繞組溫度,並提信息供給MCU,再由MCU通過CAN線傳給VCU,進而控制水泵工作、水路循環、冷卻電子扇工作,調節電機工作溫度。
2、驅動電機控制器:
(1)驅動電機控制器對所有的輸入信號進行處理,並將驅動電機控制系統運行狀態信息通過網路發送給整車控制器。驅動電機控制器內含故障診斷電路,當電機出現異常時,達到一定條件後,它將會激活一個錯誤代碼並發送給VCU整車控制器,同時也會儲存該故障碼和相關數據。
(2)驅動電機控制器主要依靠電流感測器、電壓感測器和溫度感測器來進行電機運行狀態的監測,根據相應參數進行電壓、電流的調整控制以及其它控制功能的完成。
(3)電流感測器用於檢測電機工作實際電流,包括母線電流、三相交流電流。
(4)電壓感測器用於檢測供給電機控制器工作的實際電壓,包括動力電池電壓、12V蓄電池電壓。
(5)溫度感測器用於檢測電機控制系統的工作溫度,包括IGBT模塊的溫度。
三、新能源汽車驅動電機系統的工作過程:
1、D擋加速行駛駕駛員掛D擋並踩加速踏板,此時擋位信息和加速信息通過信號線傳遞給整車控制器,整車控制器把駕駛員的操作意圖傳遞給驅動電機控制器,再由驅動電機控制器結合旋變感測器信息(轉子位置),進而向永磁同步電動機的定子通入三相交流電,三相電流在定子繞組的電阻上產生電壓降。
(圖/文/攝: 問答叫獸) 賓士S級 問界M5 理想ONE 別克GL8 小鵬P5 小鵬汽車P7 @2019
7. 新能源汽車電驅動系統的主要任務是什麼
電動機就像是傳統汽車中的發動機,其主要任務是在駕駛人的控制下,高效率地將動力電池存儲的電能轉化為車輪的動能驅動車輛,或者在制動時將車輪上的動能轉化為電能反饋到動力電池中以實現車輛的制動能量回收。
控制器就像人體的神經中樞,電動汽車必須通過一個整車控制系統來進行各子系統的協調控制,從而實現整車的最佳性能。電源系統包括蓄電池組、電池管理系統(BMS)等。輔助系統包括輔助動力源、動力轉向系統、空調器、照明裝置等。
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。
還有一種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。
8. 新能源汽車電機驅動系統主要由什麼組成
新能源汽車電機驅動系統是新能源汽車的三大核心部件之一,主要由驅動電機和電機控制器兩部分組成。新能源汽車電機驅動系統包括電力電子變換器以及相應的控制器。
目前,新能源汽車常用的驅動電機主要包括直流電機、交流非同步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。最早應用於電動汽車的是直流電機,主要特點是控制性能好、成本低。新能源汽車驅動電機類型。隨著新能源汽車對電機的寬調速范圍、高功率密度、輕量化、高效率、高安全性、低成本等諸多要求的提高,直流電機已經被淘汰,永磁同步電機使用逐步廣泛。永磁同步電機的代表為豐田Prius系列。
豐田公司在1997 年便研發出世界上第一款成熟的混合動力汽車—Prius,迄今為止已發展到第4代。第4代Prius 電機採用了分段線圈式定子,轉子磁路結構也做了改變,電機的峰值功率為53 kW,峰值轉矩為163 N·m,最高轉速更是達到17 000 r /min。電機控制器,又稱智能功率模塊,是電動汽車的核心控制單元,其通過硬線直接採集加速/減速信號、制動信號、擋位信號,通過CAN 匯流排採集動力電池狀態信息,解析駕駛員意圖並根據車輛的狀態控制驅動電機工作,實現車輛的正常行駛。電機正轉反轉都是電機控制器控制的,對電機還起到保護的作用。
(圖/文/攝: 問答叫獸) 問界M5 小鵬汽車P7 AION V 傳祺GS8 小鵬P5 理想ONE @2019
9. 最近發布的蔚來ES7的電驅動系統相比其他新能源汽車的電驅動系統具有哪些優勢
蔚來ES7搭載的是XPT研發的第二代電驅系統,前永磁+後非同步電機最大功率分別為180kW、300kW。系統總功率480kW,峰值扭矩達到850N·m,百公里加速時間3.9秒。
而最大的優勢在於,在前電驅動系統採用了SiC碳化硅功率模塊。碳化硅第三代半導體材料,具備優異的電氣性能,能大幅度提升動力系統的能效,減少損耗的同時提升效率。
10. 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
能量轉換效率高
無污染、零排放、對環境友好
靈活方便控制工作狀態
系統工作狀態不會受到外界環境的影響
總體重量不變
無雜訊,對環境沒有影響
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。