新能源汽车电机构成
『壹』 关于新能源汽车上所用电机
在HEV上是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力,但又必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制,以减轻HEV的总质量。因此,一般电动-发电机只是在HEV发动机启动,车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,将发动机的动能转换为电能,储存到电池组中去。在HEV下坡或制动时,将汽车惯性动能转换为电能,储存到电池组中去。因此,HEV有了电动机的辅助作用,就可以使HEV达到节能和“超低污染”的要求。电动机的种类很多,用途广泛,功率的覆盖面非常大。但HEV所采用的电动机种类少,功率覆盖面也较小。目前主要采用的交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机,不管是电机本身还是它们的控制装置,成本都比较高,但随着电动机的电子计算机控制和机电一体化的加速发展,很多新技术正逐步运用到混合动力汽车(HEV)的电动机上,一旦形成大规模批量生产,所用电机乃至整车的成本都会得到大大降低。
(1)混合动力汽车用电动机的发展概况
蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后,19世纪末到20世纪上半叶电机又引起了第二次产业革命,使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命,是生产和消费从工业化向自动化,智能化时代转变;推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。21世纪伊始,世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然,汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力,然而,汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。显然,加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业,将会使这两大全球问题继续恶化。于是,电动车(包括纯电动车,混合动力汽车,燃料电池电动车)概念的提出,将会是未来世界汽车工业发展的新方向,不过就当今世界科技水平来说,混合动力汽车的研究与开发相比其它两种形式更具有现实意义,应该作为这一新方向的第一步。20世纪80年代前,几乎所有的电动车驱动电机均为直流电机,但随着电动车(混合动力汽车)性能的提高,其在高负载下转速的限制,体积大等缺点逐渐暴露,取而代之的是交流异步电机,永磁电机,开关磁阻电机以及新型的双凸极永磁电机,而上述电机在用于混合动力汽车上所表现出来的性能也是一个比一个优越。目前,双凸极永磁电机的机理和设计控制理论还有待于进一步的研究与完善,不过它作为混合动力汽车的电动机有着潜在的巨大优势。
(2)混合动力汽车对电动机的基本要求
a.从日本汽车公司开发电动汽车的研究和实践认为,在采用大功率的电动机来驱动HEV时,与采用小功率的电动机比较,具有电阻小,效率高,比能耗低,动力性能好等优点。但在目前的条件下,各种电池的比能量较小,理所当然地采用小功率的电动机,因而出现电阻大,效率低,比能耗高,动力性能差等问题。
b.混合动力汽车的电动机应具有较大范围内的调速性能,能够根据驾驶员对加速踏板和对制动踏板的控制,由中央控制器控制电动机与发动机之间动力的协调。以获得所需要的起动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩,使它们达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制效果。
c.混合动力汽车应具有最优化的能量利用,电动机应具有高效率、低损耗,并在车辆减速时实现能量回收并反馈回蓄电池,这点在内燃机汽车上是不能实现的。
d.电动机的质量,各种控制装置的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小,因此,大功率的高速电动机具有高性能,质量小等优点,在混合动力汽车得到了广泛地应用。另外,还要求电动机及控制装置在运转时的噪声要低。
e.各种电动机的电压,可以达到120~500V,对电气系统安全性和控制系统的安全性,都必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制的安全性能的标准和规定,装置高压保护设备。
除此之外,还要求电动机可靠性好,耐温和耐潮性能强,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单,适合大批量生产,运行时噪声低,使用维修方便,价格便宜等。
(3)混合动力汽车所用电动机的选择策略
在确定混合动力汽车所采用的电动机时,首先应采用技术成熟,性能可靠,控制方便和价格便宜的现成的电动机。一般情况下,电动机性能必须充分满足单独用电力驱动模式行驶工况时的要求。电动机在低速时应具有大的转矩和超载能力。在高速运转时,应具有大的功率和有较宽阔的恒功率范围。有足够的动力性能来克服整车的各种阻力,保证其有良好的起动,加速性能和行驶速度及实现制动时的能量回收。现在混合动力汽车上,主要采用能够实现变频、调速的高转速电动机,高速电机的转速可以达到1万~1.2万r/min,在高速运转时,有更大的功率和有较宽阔的恒功率范围,体积较小和质量较小,但要求装置高精度的高速轴衬,需要用高品质的材质来制作,并要保证高效率的冷却。
(4)双凸极永磁电动机的简介
传统的开关磁阻电机(SRM)虽然可靠性较高,结构十分简单,单位体积功率与异步电动机相当或略高一些,而且在宽广的调速范围内都具有相当高的效率,但是,从能量转换的观点看,SR电机在定子绕组的一个开关周期中,最多只有半个周期得到利用,电机实际运行时,为避免在电感下降区产生制动力矩,绕组电流的关断角不得不较多地提前于最大电感位置,半个周期都未能得到充分利用。因此,SR电机仅获得“一半的利用率”,由此产生了换流问题和相对材料利用率低问题。可以预见,如果能利用定子绕组整个开关周期,在电感下降区也能产生正向转矩,SR电机的单位体积功率必将大大提高,但传统结构的SR电机是难以实现的。如果在SR电机中用永磁材料预先建立一个磁场,通过控制定子绕组的电流方向,使永磁体产生的磁场和绕组电流产生的磁场相互作用,就能实现在电感下降区产生正向转矩的设想。我国稀土材料的储存量为世界第一,钕铁硼等高性能稀土永磁材料在电机领域中已得到广泛应用,大大提高了电机性能,但在SR电机上的实践才刚刚开始。
双凸极永磁电动机(Doubly salient permanent magnet motor,简称DSPM),是随着功率电子学和微电子学的飞速发展在90年代刚刚出现的一种新型的机电一体化可控交流调速系统。该系统由双凸极永磁电机、功率变换器、位置传感器和控制器四部分组成。电机定转子结构外形与开关磁阻电机相似,呈双凸极结构,但它在转子(或定子)上放有永磁体,从而使运行原理和控制策略与开关磁阻电机有本质区别。DSPM系统的主要优点是结构简单、控制灵活、动态响应快、调速性能好、转矩/电流比大,可实现各种特殊要求的转矩/转速特性,功率因数接近于1,效率高,是电工学科近年来继开关磁阻电机之后又一全新的研究方向。DSPM电机作为一种应用前景看好的交流调速系统,是由美国著名电机专家T.A.Lipo等人于1992年首先提出的,并进行了初步的理论和实验研究,此后欧美一些国家也相继开展了对DSPM电机及其控制系统的研制工作,目前国际上对DSPM电机的研究仅停留在初步理论和样机实验阶段。关于DSPM电机仍有大量的基础理论问题,包括电机参数计算,模型建立,分析方法,控制策略等有待深入探讨。
『贰』 新能源汽车常用的几种电机
你好根据你的描述,永磁同步电机,和异步电机等。希望我的回答对你有帮助,望采纳,谢谢!!
『叁』 新能源汽车搭载的电机都是什么类型的都有什么特点
首先就是污染小,更环保。虽然发电厂发电也会产生一定的污染,但在目前全世界国家的趋势都是使用新能源汽车,证明用电来供能还是更环保的。并且,纯电动汽车在运行过程中可以做到零污染新能源就是电瓶车,老人车,短途车,年轻人不开,有驾照的人不开,业务多的人不开充电太慢误事。我们老年人喜欢,。本见解不代表任何人。
在限牌限购城市,新能源汽车可以直接申请指标,方便快捷。在限内城市,车牌价值好几万,甚至十几万。新能源汽车除了大家熟知的绿色环保所以国家大力支持,可以享受购车补贴以外,还可以免购置税,车船税(纯电动),买的时候稍贵但用的过程便宜,而且提速猛噪音低自动化程度高,基本开过。
『肆』 新能源汽车所采用的电机主要有哪些其各有哪些优缺点中国汽车企业目前大多数
混合动力和纯电动汽车用的不是一种电机,永磁同步电机比较适合新能源汽车。
电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动机,最早采用的是控制性能最好和成本较低的直流电动机。随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电动机、永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,在电动汽车上,这些电动机逐步取代了直流电动机。
.零排放。纯电动汽车使用电能,在行驶中无废气排出,不污染环境。
2.电动汽车比汽油机驱动汽车的能源利用率要高。
3.因使用单一的电能源,省去了发动机、变速器、油箱、冷却和排气系统,所以结构较简单。
4.噪声小。
5.可在用电低峰时进行汽车充电,可以平抑电网的峰谷差,使发电设备得到充分利用
『伍』 新能源汽车电机控制器由什么组成
新能源汽车作为一种绿色的运输工具在环保、节能以及驾驶性能等方面具有诸多内燃机汽车无法比拟的优点,其是由多个子系统构成的一个复杂系统,主要包括电池、电机、制动等动力系统以及其它附件(如图1所示)。各子系统几乎都通过自己的控制单元(ECU)来完成各自功能和目标。为了满足整车动力性、经济性、安全性和舒适性的目标,一方面必须具有智能化的人车交互接口,另一方面,各系统还必须彼此协作,优化匹配,这项任务需要由控制系统中的整车控制器来完成。基于总线的分布式控制网络是使众多子系统实现协同控制的理想途径。由于CAN总线具有造价低廉、传输速率高、安全性可靠性高、纠错能力强和实时性好等优点,己广泛应用于中、低价位汽车的实时分布式控制网络。随着越来越多的汽车制造厂家采用CAN协议,CAN逐渐成为通用标准。采用总线网络可大大减少各设备间的连接信号线束,并提高系统监控水平。另外,在不减少其可靠性前提下,可以很方便地增加新的控制单元,拓展网络系统功能。
下面对每个模块功能进行简要的说明:
1、开关量调理模块
开关量调理模块,用于开关输入量的电平转换和整型,其一端与多个开关量传感器相连,另一端与微控制器相接;
2、继电器驱动模块
继电器驱动模块,用于驱动多个继电器,其一端通过光电隔离器与微控制器相连,另一端与多个继电器相接;
3、高速CAN总线接口模块
高速CAN总线接口模块,用于提供高速CAN总线接口,其一端通过光电隔离器与微控制器相连,另一端与系统高速CAN总线相接;
4、电源模块
电源模块,可为微处理器和各输入和输出模块提供隔离电源,并对蓄电池电压进行监控,与微控制器相连;
5、模拟量输入和输出模块
模拟量输入和输出模块,可采集0~5V模拟信号,并可输出0~4.095V的模拟电压信号。
6、脉冲信号输入和输出模块
可采集脉冲信号并调理,范围1Hz—20KHZ,幅度6---50V;输出PWM信号
范围1HZ—10KHZ,幅度0—14V。
7、故障和数据存储模块
铁电存储器可以存储标定的数据和故障码,车辆特征参数等,容量32K。
二、整车控制器功能说明
新能源汽车整车控制器基本上以下几项功能:
1.对汽车行驶控制的功能
新能源汽车的动力电机必须按照驾驶员意图输出驱动或制动扭矩。当驾驶员踩下加速踏板或制动踏板,动力电机要输出一定的驱动功率或再生制动功率。踏板开度越大,动力电机的输出功率越大。因此,整车控制器要合理解释驾驶员操作;接收整车各子系统的反馈信息,为驾驶员提供决策反馈;对整车各子系统的发送控制指令,以实现车辆的正常行驶。
2.整车的网络化管理
在现代汽车中,有众多电子控制单元和测量仪器,它们之间存在着数据交换,如何让这种数据交换快捷、有效、无故障的传输成为一个问题,为了解决这个问题,德国BOSCH公司于20世纪80年代研制出了控制器局域网(CAN)。在电动汽车中,电子控制单元比传统燃油车更多更复杂,因此,CAN总线的应用势在必行。整车控制器是电动汽车众多控制器中的一个,是CAN总线中的一个节点。在整车网络管理中,整车控制器是信息控制的中心,负责信息的组织与传输,网络状态的监控,网络节点的管理以及网络故障的诊断与处理。
3.制动能量回馈控制
新能源汽车以电动机作为驱动转矩的输出机构。电动机具有回馈制动的性能,此时电动机作为发电机,利用电动汽车的制动能量发电,同时将此能量存储在储能装置中,当满足充电条件时,将能量反充给动力电池组。在这一过程中,整车控制器根据加速踏板和制动踏板的开度以及动力电池的SOC值来判断某一时刻能否进行制动能量回馈,如果可以进行,整车控制器向电机控制器发出制动指令,回收能部分能量。
4.整车能量管理和优化
在纯电动汽车中,电池除了给动力电机供电以外,还要给电动附件供电,因此,为了获得最大的续驶里程,整车控制器将负责整车的能量管理,以提高能量的利用率。在电池的SOC值比较低的时候,整车控制器将对某些电动附件发出指令,限制电动附件的输出功率,来增加续驶里程。
5.车辆状态的监测和显示
整车控制器应该对车辆的状态进行实时检测,并且将各个子系统的信息发送给车载信息显示系统,其过程是通过传感器和CAN总线,检测车辆状态及其各子系统状态信息,驱动显示仪表,将状态信息和故障诊断信息经过显示仪表显示出来。显示内容包括:电机的转速、车速,电池的电量,故障信息等。
6.故障诊断与处理
连续监视整车电控系统,进行故障诊断。故障指示灯指示出故障类别和部分故障码。根据故障内容,及时进行相应安全保护处理。对于不太严重的故障,能做到低速行驶到附近维修站进行检修。
7.外接充电管理
实现充电的连接,监控充电过程,报告充电状态,充电结束。
8.诊断设备的在线诊断和下线检测
负责与外部诊断设备的连接和诊断通讯,实现UDS诊断服务,包括数据流读取,故障码的读和清除,控制端口的调试。
『陆』 新能源汽车电机的分类
电动汽车驱动电机的主要分类有:
1、集中式驱动电机,其在驱动车轮时必须要通过减速器、传动轴零部件,但省略了变速器,会造成起步或爬坡时低扭不足;
2、轮边式驱动电机,轮边式结构至少需要两台驱动电机,布置在车桥两侧,通过侧减速器和轮边减速器实现减速增扭来驱动单个车轮;
3、轮毂式驱动电机,将驱动电机、减速器装在轮毂中直接驱动车轮,结构小巧,省去了差速器、半轴以及变数装置的机械损失,可提高传动效率。
『柒』 新能源汽车所采用的电机主要有哪些其各有哪些优缺点中国汽车企业目前大多数采用永磁同步电机,
新能源汽车所采用的电机主要有直流电动机、异步电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机等。
直流电动机的优缺点:直流电动机的主要优点是电磁转矩控制特性优良,起动转矩和制动转矩较大,易于快速起动、停止;调速比较方便,调速范围广,易于平滑调节;控制装置简单,而且价格低廉。其主要不足是效率低,质量大,体积大,结构复杂,成本高;在高速工作时会产生火花,工作转速低,电刷、换向器等接触零件易磨损。直流电动机在早期开发的电动车上应用广泛,但在新研发的电动车上较少使用。
异步感应电动机优点具有结构简单、制造容易、价格低、运行可靠、维护方便、效率高等优点,因此得到广泛应用。据估计,90%左右的电动机均为异步电动机,在电网总负荷中,异步电动机用电量占60%以上。
三相异步感应电动机的缺点是功率因数低,运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场,故其功率因数小于1,大量的异步电动机在电网中运行,使网的功率因数下降,因此必须用其他方法进行补偿。
永磁同步电机优点:效率高,功率因数高,效率曲线平直,结构简单,便于维护,调速精度高。
开关磁阻电机优点结构简单,成本低,适用于高速,功率电路简单可靠,启动电流小转矩大。缺点:震动与噪音大。
『捌』 新能源汽车电机
永磁交流电动机需要将位置信号传给电机控制器,以便实现闭环控制。以前用光学编码器,现在用旋转变压器。旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。以上回答希望对你有用。
『玖』 新能源汽车的电机工作原理是什么有哪些型号
电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。型号包括:直流电机和交流电机(永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机)。