纯电动汽车电机怎么样驱动
㈠ 电动汽车采用哪种驱动电机好
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。
1电动汽车对于驱动电机的要求
目前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。
针对于电动汽车的驱动特点所设计的电机,相比于工业用电机有着特殊的性能要求:(1)电动汽车驱动电机通常要求可以频繁的启动/停车、加速/减速、转矩控制的动态性能要求较高;(2)为了减少整车的重量,通常取消多级变速器,这就要求在低速或爬坡时,电机可以提供较高的转矩,通常来说要能够承受4-5倍的过载;(3)要求调速范围尽量大,同时在整个调速范围内还需要保持较高的运行效率;(4)电机设计时尽量设计为高额定转速,同时尽量采用铝合金外壳,高速电机体积小,有利于减少电动汽车的重量;(5)电动汽车应具有最优化的能量利用,具有制动能量回收功能,再生制动回收的能量一般要达到总能量的10%-20%;(6)电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣,要求电机在有着很好的可靠性和环境适应性,同时还要保证电机生产的成本不能过高。
2几种常用的驱动电机
2.1直流电动机
在电动汽车发展的早期,大部分的电动汽车都采用直流电动机作为驱动电机,这类电机技术较为成熟,有着控制方式容易,调速优良的特点,曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。但是由于直流电动机有着复杂的机械结构,例如:电刷和机械换向器等,导致它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制,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,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,浪费能量,散热困难,也会造成高频电磁干扰,影响整车性能。由于直流电动机有着以上缺点,目前的电动汽车已经基本将直流电机淘汰。
2.2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。目前,交流异步电机已经大规模化生产,有着各种类型的成熟产品可以选择。但在高速运转的情况下电机的转子发热严重,工作时要保证电机冷却,同时异步电机的驱动、控制系统很复杂,电机本体的成本也偏高,相比较于永磁式电动机和开关磁阻电机而言,异步电机的效率和功率密度偏低,对于提高电动汽车的最大行驶里程不利。
2.3永磁式电动机
永磁式电动机根据定子绕组的电流波形的不同可分为两种类型,一种是无刷直流电机,它具有矩形脉冲波电流;另一种是永磁同步电机,它具有正弦波电流。这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。
永磁式电动机的控制系统相比于交流异步电机的控制系统来说更加简单。但是由于受到永磁材料工艺的限制,使得永磁式电动机的功率范围较小,一般最大功率只有几十千万,这是永磁电机最大的缺点。同时,转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下,会产生磁性衰退的现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏。而且永磁材料价格较高,因此整个电机及其控制系统成本较高。
2.4开关磁阻电机
开关磁阻电机作为一种新型电机,相比其他类型的驱动电机而言,开关磁阻电机的结构最为简单,定、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构,转子上没有绕组,定子装有简单的集中绕组,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等诸多优点。而且它具有直流调速系统的可控性好的优良特性,同时适用于恶劣环境,非常适合作为电动汽车的驱动电机使用。
考虑到作为电动汽车驱动电机使用,直流电机和永磁式电机在结构和面对复杂的工作环境适应性太差,很容易发生机械和退磁的故障,所以本文着重介绍开关磁阻电机与交流异步机相比,有着以下方面的明显优势。
2.4.1电机本体结构方面
开关磁阻电机的结构比鼠笼式感应电机更简单,其突出的优点是转子上没有绕组,仅仅是由普通硅钢片叠压而成。整个电机的损耗大部分集中于定子绕组上,这使得电机制造简单,绝缘性好,容易冷却,有着优秀的散热特性,这种电机结构能减小电机体积和重量,可以用很小的体积取得较大的输出功率。由于电机转子机械弹性好,所以开关磁阻电机可以用于超高速运行。
2.4.2电机驱动电路方面
开关磁阻电机驱动系统的相电流是单向的,同时与转矩方向无关,可以只用一个主开关器件来满足电机的四象限运行状态。功率变换器电路与电机的励磁绕组直接串联,各相电路独立供电,即使电机的某相绕组或者控制器发生故障,只需使该相停止工作即可,不会造成更大的影响。所以,无论电机本体还是功率变换器都十分安全可靠,所以比异步机更适合用于恶劣环境。
2.4.3电机系统性能方面
开关磁阻电机的控制参数多,很容易通过适当的控制策略和系统设计满足电动汽车的四象限运行的要求,并且在高速运行区域也能保持优秀的制动能力。开关磁阻电机不仅效率高,而且在很宽的调速范围内都可以保持高效率,这是其他类型的电机驱动系统难以媲美的。这种性能十分适合应用于电动汽车的运行情况,非常有利于提高电动汽车的续行里程。
㈡ 电动汽车是怎样的驱动系统原理
电池存储能量,电机控制器根据驾驶需求(加速踏板)将直流电变频变压,驱动电机按照设定的转速、扭矩驱动。变速器或减速器变速变扭后通过差速器、传动轴驱动车轮。
㈢ 电动汽车中使用的是直流电池,那如何才能让驱动电机正常稳定的工作呢
2.1直流电动机
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。目前,交流异步电机已经大规模化生产,有着各种类型的成熟产品可以选择。但在高速运转的情况下电机的转子发热严重,工作时要保证电机冷却,同时异步电机的驱动、控制系统很复杂,电机本体的成本也偏高,相比较于永磁式电动机和开关磁阻电机而言,异步电机的效率和功率密度偏低,对于提高电动汽车的最大行驶里程不利。
㈣ 电动汽车一般用什么驱动电机呢
新能源汽车的主流电机有直流电机,异步电机,永磁同步电机三种。永磁同步电动机其具有转速范围广、功率密度高、工艺简单、体积小且运行可靠耐用的特点,成为主流实至名归。异步电机虽然成本低、维修方便,但效率低、调速性差。只是少量车型选用,但也不乏主流车型,从目前来看,该类电机不会成为趋势。永磁同步电动机的结构与直流电动机相似,这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时,由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机,所以,在噪音以及控制环节上,永磁同步电动机更胜一筹。
㈤ 纯电动汽车由电机驱动汽车
很高兴回答您的问题,希望以下回答对您有所帮助。
混合动力汽车按动力总成结构及能量流传递方案不同,可分为串联、并联及混联三种混合动力方式。串联混合动力车辆中,发动机动力与电动机动力通过电气系统传递;并联和混联混合动力车辆中,发动机动力与电动机动力通过一个专门的机电耦合机构实现向车轮的传递,常用的机电耦合机构包括行星齿轮耦合、变速器耦合及离合器耦合等。
串联式混合动力系统的动力总成,发动机的机械能通过发电机转化为电能,电动机将电能转换为机械能传到驱动桥,驱动桥和发动机之间没有直接的机械连接。该方案的优点是系统控制简单,缺点是难以应对复杂路况,电池充放电压力较大,电池寿命要求较高。
㈥ 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
能量转换效率高
无污染、零排放、对环境友好
灵活方便控制工作状态
系统工作状态不会受到外界环境的影响
总体重量不变
无噪声,对环境没有影响
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。
㈦ 电动汽车电机驱动器该如何选择
个人比较倾向于有技术、可靠的大牌,比如安森美半导体这种。它的变频驱动比简单的定速驱动更复杂,包含了更多专业技术,在提高效率的基础上还能降低噪音,更能适应市场需求。
㈧ 纯电动汽车和混合动力汽车在驱动电机的选用上有何差异
纯电动汽车的驱动电机在选用时要考虑整车在全工况的驱动力,同时还要考虑整车的设计指标要求,如微型纯电动车,功率要求不高的情况下,驱动电机选择的指标就会较普通乘用车要低,
㈨ 新能源汽车,电机驱动和传统汽车的发动机驱动相比,具有哪些技术优势
电机驱动与发动机驱动相比,具有以下两的技术优势,一由于发动机能高效产生转距时的转速被限制在一个交点的范围内,因而需要通过庞大而复杂的变速机构来适应这一特性,而电机可以在相当宽广的转速范围内高效的产生转集。二电机实现转矩,快速响应指标要比发动机高出两个数量级
㈩ 电动汽车为何不用电机直接驱动车轮
现在有一些汽车公司已经推出了双轮边电机驱动的电动客车(注意,是客车),比如比亚迪K9,已经在西安的大街小巷跑了。但仅仅是客车的推广。四轮驱动或者是小型汽车,都没有投放市场。为什么,说简单了两个字,成本。电动客车的研发大多数都有国家财政支持,举例说某家车企一个项目拿了国家六千万,但是小型汽车都没有这种福分。说复杂了,就是技术不过关。下面列出的是轮毂电机的几条技术难点:轮毂电机系统集驱动、制动、承载等多种功能于一体,优化设计难度大;车轮内部空间有限,对电机功率密度性能要求高,设计难度大;电机与车轮集成导致非簧载质量较大,恶化悬架隔振性能,影响不平路面行驶条件下的车辆操控性和安全性。同时,轮毂电机将承受很大的路面冲击载荷,电机抗振要求苛刻;车辆大负荷低速爬长坡工况下容易出现冷却不足导致的轮毂电机过热烧毁问题,电机的散热和强制冷却问题需要重视;车轮部位水和污物等容易集存,导致电机的腐蚀破坏,寿命可靠性受影响;轮毂电机运行转矩的波动可能会引起汽车轮胎、悬架以及转向系统的振动和噪声。
之前听过美国EDI公司老总的讲座,他从上世纪八十年代初就开始搞插电式混合动力汽车,三十年后,这种汽车才有机会投放到市场,原因很简单,就是省油,污染少,环境友好。同样,在这个集中驱动电动汽车大行其道的时代,如果分布式驱动电动汽车完成了技术积累,而且遇到了一个很好的市场契机,投放市场并非不可能。