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电动汽车用驱动电机系统中的

发布时间: 2022-10-02 19:27:22

❶ 纯电动汽车电机驱动系统有哪几部分组成

电机驱动系统主要由中央控制器、驱动控制器、电动机、冷却系统、机械传动装置等组成。

❷ 驱动电机基础知识

电机驱动系统是纯电动轿车中的关键系统,纯电动轿车的运行性能主要取决于电机驱动系统的类型和性能。纯电动轿车的驱动系统一般由整车控制器、电机、逆变器、DC- DC、减速器以及驱动轮构成。典型的纯电动汽车驱动系统,如图 1 所示。

电机系统作为纯电动汽车的唯一动力源,承担着电动汽车加速、减速、爬坡、高速匀速行驶等复杂工况的动力需求。同时汽车的工作环境恶劣,可靠性要求极高。
纯电动汽车驱动系统要求

项目 | 直流电机 | 交流电机 | 永磁同步电机 | 开关磁阻电机
----|------|----|-----
比功率|低|中|高|较高
峰值效率(%)|85 89|94 95|95 97|85 90
负荷效率(%)|88 91|79 85|90 92|78 86
转速范围(rpm)|4000 8000|9000 15000|4000~10000|>15000
可靠性|差|好|中|好
功率密度|低|中|最高|中
过载能力(%)|200|300 500|300|300 500
成本(¥/kw)|高|低|高|低于感应电机
控制操作性能|最好|好|好|好
控制器成本|低|高|高|一般
输出功率相对成本(元/kw)|1.0|0.8 1.2|1 1.5|0.6~1.0
近十年来,电动车电机驱动系统主要是开发系列化的交流异步电动机驱动系统、永磁无刷电动机驱动系统和开关磁阻电动机驱动系统。与原来的直流有刷电机驱动系统相比,以上驱动系统具有明显优势,其突出优点是体积小,质量轻,调速范围广,可靠性高。上表给出了各种电机驱动系统的性能比较。目前,美国的汽车公司大多采用高速、高效的交流异步电动机驱动系统,日本的汽车公司基本上采用永磁同步电动机驱动系统。

异步电动机其特点是结构简单,坚固耐用,成本低廉,运行可靠,低转矩脉动,低噪声,不需要位置传感器,转速极限高。

异步电动机矢量控制调速技术比较成熟,使得异步电动机驱动系统具有明显的优势,因此被较早应用于电动车的驱动系统,目前仍然是电动车驱动系统的主流产品(尤其在美国),但己被其他新型无刷永磁牵引电动机驱动系统逐步取代。

最大缺点是驱动电路复杂,成本高;相对永磁电动机而言,异步电动机效率和功率密度偏低。

永磁无刷电动机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构,由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围,发展前景十分广阔,在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者,已在国内外多种电动车辆中获得应用。

内置式永磁同步电动机也称为混合式永磁磁阻电动机。该电机在永磁转矩的基础上叠加了磁阻转矩,磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度,而且易于弱磁调速,扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电动机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入,该电机结构灵活,设计自由度大,有望得到高性能,适合用作电动车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注,特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前,美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电动机。

表面凸出式永磁无刷直流电机也称为永磁转矩电动机,相对内置式永磁同步电动机而言,其弱磁调速范围小,功率密度低。该结构电机动态响应快,并可望得到低转矩脉动,适合用作汽车的电子伺服驱动,如汽车电子动力方向盘的伺服电机。

无位置传感器永磁同步电动机驱动系统也是当前永磁同步电动机驱动系统研究的一个热点,将成为永磁同步电动机驱动系统的发展趋势之一,具有潜在的竞争优势。

永磁同步电动机驱动系统低速时常采用矢量控制,高速时用弱磁控制。

从20世纪os年代开关磁阻电动机驱动系统问世后,打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式;并随着磁阻电机,永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展,交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代;新的电机拓朴结构与控制方式层出不穷,推动了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。

SRD开关磁阻电动机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单、成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电动机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大缺点是转矩脉动大,噪声大。此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低;另一个缺点是要使用位置传感器,增加了结构复杂性,降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。

永磁式开关磁阻电动机也称为双凸极永磁电动机,永磁式开关磁阻电动机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上叠加了永磁转矩,永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动,以利于它在电动车辆驱动系统中应用。

转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电动机具有磁场控制能力,类似直流电动机的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合电动车辆牵引电动机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段,电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善,作为候选的电动车辆牵引电动机具有较强的潜在的竞争优势。

开关磁阻性能好,优点明显同时缺点也非常明显,相关知识可参考以下链接。
开关磁阻电机基本介绍: 开关磁阻电机基础知识 、 网络:开关磁阻电机 、 开关磁阻电机特点及应用

在上表中我们可以看出交流异步电机的优点是:可靠性高,过载能力强、成本稍低,缺点是:功率密度相对较低、效率较低。永磁同步电机的优点是:效率高、功率密度高,缺点是:可靠性稍低,过载能力较低,成本较高。
针对这两类电机的优缺点个人认为:
1)交流异步电机比较适合用在大巴车、物流车等对安装布置空间不敏感,要求过载能力强的车型上。
2)永磁同步电机比较适合用在乘用车上,乘用车对安装布置空间要求高,一般不会产生过载。

如上表所示感应电机的损耗主要包括:转子铜损、杂散损耗、定子铜损(磁通电流)、定子铜损(转矩电流)、摩擦和风阻损耗、定子铁损这几部分组成。相同功率的永磁电机相比感应电机没有转子铜损和定子铜损(磁通电流)因此永磁电机相比感应电机效率更高。

交流异步电机只使用铁和铜材料组成不使用永磁材料, 永磁材料 温度特性差(一般80℃经过特殊处理的能够达到200℃),且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。相比交流异步电机永磁同步电机在耐温性能差和高转速下永磁容易产生机械损伤,因此永磁同步电机相比交流异步电机可靠性要差。
同时由于永磁同步电机磁场是由永磁体产生如不采取弱磁控制磁场强度是“恒定的”如果电机处于高转速下,电机的反电动势很可能会超过控制器的最高输出电压造成控制器损坏。因此在电机高速运行时会进行弱磁控制降低反电动势,以提高电机转速。

新能源汽车电驱系统是怎么

现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心,其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。

纯电动汽车驱动电机,电力驱动系统类型

按电力驱动系统的组成和布置形式不同,纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型。

  • 机械传动型纯电动汽车

由发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展而来,保留了内燃机汽车的传动系统,只是把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率,对驱动电动机要求低,可选择功率较小的电动机。

  • 无变速器型纯电动汽车

驱动系统的最大特点是取消了离合器和变速器,采用固定速比减速器,通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机构传动装置的质量较轻、体积较小,但对电动机的要求较高,不仅要求有较高的起动转矩,而且要求有较大的后备功率,以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。

  • 无差速器型纯电动汽车

结构采用两个电动机,通过固定速比减速器分别驱动两个车轮,每个电动机的转速可以独立调节。当汽车转向时,由电子控制系统实现电子差速,因此,电动机控制系统比较复杂。

  • 电动轮型纯电动汽车

将电动机直接装在驱动轮内(也称为轮毂电动机),可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径,但需要增设减速比较大的行星齿轮减速器,以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。

电力驱动系统特性

  1. 能量转换效率高

  2. 无污染、零排放、对环境友好

  3. 灵活方便控制工作状态

  4. 系统工作状态不会受到外界环境的影响

  5. 总体重量不变

  6. 无噪声,对环境没有影响

  7. 安全性好

何为电动汽车三合一电驱系统技术?

电动汽车三合一电驱系统技术是指将电控、电机和减速器集成为一体的技术,随着电动汽车技术的不断演进,集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势。

目前市面上比较前列的电动驱动系统

  • GKN吉凯恩(纳铁福)

在不需要纯电动或混合动力驱动时,可以通过一个集成的切断装置将电动机从传动系统中断开,该装置采用了机电驱动离合器。GKN还对齿轮和轴承布置进行了优化,实现更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。

  • 博世Bosch

博世Bosch新动力系统e-axle电动轴,使电动轴驱动可提供更佳的续航力。博世BOSCH电驱动桥特点:高度集成化、简化冷却管路和功率驱动线缆、平台化设计灵活适配不同车型。

  • ZF三合一电驱系统

采埃孚(ZF)研发的适用于小型和中型轿车的电动车驱动产品,能很好的适应未来的城市交通状况。利用多面压合连接技术来实现铝制推力杆与钢制横结构的链接,具备电能转化效率高和性能优异的特点。

❹ 电动汽车有哪几种驱动电机

1、直流电动机

在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。但由于直流电动机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;

而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。此外,电动机运转时的电刷火花会使转子发热,浪费能量,散热困难,还会造成高频电磁干扰,这些因素都会影响具体整车性能。

2、交流异步电动机

交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机,其特点是定、转子由硅钢片叠压而成,两端用铝盖封装,定、转子之间没有相互接触的机械部件,结构简单,运行可靠耐用,维修方便。交流异步电机与同功率的直流电动机相比效率更高,质量约轻了二分之一左右。

如果采用矢量控制的控制方式,可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势,交流异步机是目前大功率电动汽车上应用最广的电机。

电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成,其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。因此,对于驱动电机的选择就尤为重要。

在环保的大环境下,电动汽车也成为了近年来研究的热点,电动汽车在城市交通中可以实现零排放或极低排放,在环保领域优势巨大,各国都在努力发展电动汽车。电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成,其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。因此,对于驱动电机的选择就尤为重要。

对于电动汽车性能的评定主要是考虑以下三个性能指标:

(1)最大行驶里程(km):电动汽车在电池充满电后的最大行驶里程;

(2)加速能力(s):电动汽车从静止加速到一定的时速所需要的最小时间;

(3)最高时速(km/h):电动汽车所能达到的最高时速。

❺ 纯电动汽车的驱动系统由哪些部分组成

电动汽车由动力电池、底盘、车身和电器四部分组成。动力电池作为电动汽车的重要组成部分,分为电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气及机械系统这四个主要部分。底盘由驱动电机及控制系统、行驶系统、转向系统和制动及能量回收系统四部分组成。

纯电动汽车驱动系统的组成如图7所示,主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动机、机械传动装置等组成。为适应驾驶人的传统操纵习惯,纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。不过在电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制的。对于挡位变速杆,为遵循驾驶人的传统习惯,一般仍需保留,同样除传统的驱动模式外也就只有前进、空挡、倒退三个挡位,并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽车进行前进、停车、倒车控制。

❻ 电动汽车驱动电机控制系统故障怎么维修和保养呢

电动汽车驱动电机控制系统发生故障较为常见,一般按照性质划分,可分为电气故障和机械故障,这两类故障若不及时得到解决,会对电动汽车自身造成严重的伤害和影响。而深入其中进行探究,我们发现引起这两类故障的因素较多,且因素的不确定性较大,比较难以判断和甄别,有时可通过异响、异温等异常情况来进行判断。针对这些故障我们可以有针对性地进行维修,具体如下。

如果是电压造成的电机升温,需要调整电压;如果电机笼型转子断条或绕线转子线圈接头松脱造成的电机升温,可更替铜条转子和铸铝转子。当然也不排除一些其他的故障因素,针对不清楚的缘由,要及时去维修站进行检修。

以上就是小编的全部介绍,希望可以帮助到大家。

❼ 新能源汽车驱动电机的功能是什么

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。

一、新能源汽车驱动电机综述

1.驱动电机的定义驱动电机(drive motor)是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置,该装置也可具备机械能转化成电能的功能。驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置组合而成,其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。

2.主要参数新能源汽车电机核心指标包括:效率、功率密度、转矩密度,其中效率包括最高效率以及高效区。

(1)持续转矩:车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下,规定的SI工作制下的最大、长期工作的转矩。

(2)最高工作转速:相应于电动汽车最高行驶车速的电机转速,车用驱动电机系统在额定电压条件下,在该转速时应能以额定功率运行。

(3)峰值功率车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下,在一定的持续时间内能输出的最大功率。对于纯电动商务车用驱动电机系统,持续时间规定为60s;对于纯电动乘用车和混合动力车用驱动电机系统,持续时间规定为30s。

3.新能源汽车对驱动电机的基本要求

(1)新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。

整车布置空间有限,尤其是乘用车,因此对电机系统(电机和控制器)要求结构紧凑,尺寸小。如果要达到上述目的,必须提高电机系统的功率密度和转矩密度。

(2)新能源汽车电机的可靠性要求高。

整车运行环境恶劣,比如整车的振动、电池电压剧烈的波动,这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。而作为整车,必须考虑到人身安全。因此,以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。

(3)新能源汽车电机要求效率高、高效区广、重量轻。

整车上电池容量有限,又要尽可能提高续航里程,这就要求整车的电机系统效率要高,高效区必须广,这样才能提高整车的续航里程。此外,电机系统的重量必须要轻,这也是提高整车续航的方法之一。

(4)新能源汽车电机要求低噪音、低振动,满足消费者对车辆舒适性的追求。

(图/文/摄: 问答叫兽) Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019

❽ 新能源汽车电机驱动系统主要由什么组成

新能源汽车电机驱动系统是新能源汽车的三大核心部件之一,主要由驱动电机和电机控制器两部分组成。新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。

目前,新能源汽车常用的驱动电机主要包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。最早应用于电动汽车的是直流电机,主要特点是控制性能好、成本低。新能源汽车驱动电机类型。随着新能源汽车对电机的宽调速范围、高功率密度、轻量化、高效率、高安全性、低成本等诸多要求的提高,直流电机已经被淘汰,永磁同步电机使用逐步广泛。永磁同步电机的代表为丰田Prius系列。

丰田公司在1997 年便研发出世界上第一款成熟的混合动力汽车—Prius,迄今为止已发展到第4代。第4代Prius 电机采用了分段线圈式定子,转子磁路结构也做了改变,电机的峰值功率为53 kW,峰值转矩为163 N·m,最高转速更是达到17 000 r /min。电机控制器,又称智能功率模块,是电动汽车的核心控制单元,其通过硬线直接采集加速/减速信号、制动信号、挡位信号,通过CAN 总线采集动力电池状态信息,解析驾驶员意图并根据车辆的状态控制驱动电机工作,实现车辆的正常行驶。电机正转反转都是电机控制器控制的,对电机还起到保护的作用。

(图/文/摄: 问答叫兽) 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

❾ 电动汽车有哪几种驱动电机

直流电动机、交流电动机、永磁同步电动机交流异步电动机等等

❿ 电动汽车驱动电机控制系统工作原理是什么呢

电动汽车驱动电机控制系统,可视为电动汽车自身的“动力部门”、“运转部门”,它的存在可支撑电动汽车持续前行,是电动汽车能量的存储地,更是在能量与车轮转动间的“纽带”,是至关重要的存在,也是电动汽车三大核心部件之一。

电动汽车驱动电机控制系统是电动汽车性能的核心体现,包括最大功率、最大转速等等,也间接决定了电动汽车的架势舒适度,因此,对于它的检验、维修、保养不可掉以轻心。电动汽车驱动电机控制系统主要由自转系统和机械传动系统组成,自转系统主要提供动能,机械传动系统主要用来将动能传递到车轮,使得电动汽车可以行驶起来。

电机控制器内提供电机工作状态信息的是温度传感器、变压器等部件,可将获取的运转状态及时反映到VCU。驱动电机系统中心,以绝缘栅双极型晶体管模块为核心,作用是对所有输入信号进行有效处理,还可将驱动电机控制系统运转情况反映与传输到整车控制器,对于产生的一些故障和细节问题,也可进行保存和记录。

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