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纯电动汽车电机结构

发布时间: 2021-11-21 20:41:42

A. 北汽纯电动汽车的结构和工作原理是什么

北汽纯电动汽车三大核心部件,即电池、电机、电控系统,
纯电动汽车的电池相当于普通燃油汽车的油箱,为汽车运行提供全部能量。
纯电动汽车的电机相当于普通燃油汽车的发动机,是车辆行驶的主要执行机构,其特性决定了车辆的主要性能指标,直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。
对于纯电动汽车而言,整车控制器相当于汽车的大脑,它根据驾驶员意愿和各系统实时状态,通过对比分析后做出决策并发出指令,合理分配动能,使车辆运行在最佳状态。

B. 纯电动汽车电机的类型

姑且不论EV,就是在电车中,感应电机也是最常用的电机。
图1
图1 是笔者所在的公司为小型EV 试制的感应电机(最大功率为7.3kW,额定功率为3kW)。感应电机的最大特征是磁场中(在电机上产生磁场的定子部分)不使用永久磁铁,不会被稀土问题所左右。并且,因为没有永久磁铁,用于EV 时还没有“空驶拖曳现象”(铁损),空驶时的效率高。因为要输入3 相交流电,所以感应电机要与产生3 相交流电的逆变器(电力变换器)的电子电路部分配合使用。
感应电机没有永久磁铁,所以从原理上讲,电机旋转时不产生感应电压,容易控制驱动电流的波形。这可以说是优点。但是与后述的无刷电机相比,效率还是稍有不及。并且,与无刷电机相比,功率密度稍低,所以质量偏重。在工业和家电产品方面早已普及,可以说是成本最优的电机。在市售EV 中,美国特斯拉电机公司的特斯拉活动顶蓬轿车采用了这种形式的电机。
无刷电机(BLM)
包含前述的感应电机,这里介绍的4 种类型的电机中的3 种没有电刷,所以,哪一个都可以说是无刷电机的一种。但是,通常所说的“无刷电机”,是指采用永久磁铁的无刷直流电机(Brushless DCMotor)。尽管叫做直流电机,其实电机本身也是输入三相交流电而工作的,所以,可以归类于交流电机。
因为分类比较复杂,所以这里把这种电机简称为无刷电机(Brushless Motor,BLM)。输入到无刷电机的交流电,不是固定波形的工频电源,而是被称为逆变器的电力变换器生成的。
逆变器持续判断电机状态,同时从直流电源生成适当波形的三相交流电。逆变器上装有微处理器,用程序精确地控制波形的生成。
图2
图2是笔者试制的小型EV 用无刷电机(额定功率为20kW )。无刷电机的磁场采用了永久磁铁,考虑到旋转中感应电压的影响(作为电机,在电动的同时也伴生发电),所以要求使用先进的控制技术。无刷电机的特点是效率高、控制性能优良,近来经常用于家电产品中。现在日本市售EV 几乎都是使用无刷电机的。
图3
图3 是使用了无刷电机的试制EV(燃油汽车改装)。
开关磁阻电机(SRM)
还有一种类型的无刷电机—— 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM), 简称SR 电机或SRM。
图4
图4 是笔者所在的公司试制的开关磁阻电机(最大功率为4.3kW,额定功率约2kW)。开关磁阻电机的最大特征是,磁场不使用

C. 电动车电机的构造

电动机的结构:由定子、转子和其它附件组成。

  1. 定子(静止部分)

定子铁心构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。

定子绕组构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

电动机接线盒内的接线:电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

机座构造:机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。

2. 转子(旋转部分)

三相异步电动机的转子铁心:构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。

三相异步电动机的转子绕组构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。

绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。

相异步电动机的其它附件

  1. 端盖:支撑作用。

  2. 轴承:连接转动部分与不动部分。

  3. 轴承端盖:保护轴承。

  4. 风扇:冷却电动机。


(3)纯电动汽车电机结构扩展阅读

电动车电机 是指用于电动汽车的驱动电机。根据其使用环境与使用频率的不同,形式也不同。不同形式的电机其特点也不一样。电动车电机按照电机的通电形式来分,可分为有刷电机和无刷电机两大类;按照电机总成的机械结构来分,一般分为“有齿”和“无齿”

  1. 永磁式直流电机:由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。

定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。

转子一般采用硅钢片叠压而成,漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。

电刷是连接电源与转子绕组的导电部件,具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。

2. 无刷直流电机:由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。

无刷直流电机的特点是无刷,采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。

位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。

3. 高速永磁无刷电机:由定子铁心、磁钢转子、太阳轮、减速离合器、轮毂外壳等组成。

电机盖子上面可以装上霍尔传感器,用以测速。

位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。

采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。

采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。

采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件,当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号。

定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

参考资料:电动机电机-网络

D. 在动作车间,纯电动汽车的基本结构都有哪一些

纯电动汽车的组成包括:电力驱动和控制系统,驱动力传递和其他机械系统,完成已完成任务的工作装置等。动力驱动器和控制系统是电动汽车的核心,它也不同于内燃机之间的最大差异。动力驱动器和控制系统由速度控制装置(例如驱动马达,电源和马达)组成。电动汽车的其他装置与内燃机的装置基本相同。

在早期的电动汽车中,直流电动机的速度调节是通过串联连接电阻器或改变电动机励磁线圈的匝数来实现的。由于其调速是步进的,会产生额外的能量消耗或使用的电动机结构复杂,因此现在很少使用。最广泛使用的是晶闸管斩波调速,它通过均匀地改变电动机的端电压并控制电动机的电流来实现电动机的无级调速。随着电子功率技术的不断发展,它已逐渐被其他功率晶体管(分为GTO,MOSFET,BTR,IGBT等)斩波器调速装置所取代。从技术发展的角度来看,随着新型驱动电机的应用,将电动汽车的速度控制转变为直流逆变器技术的应用已成为必然趋势。

E. 电动汽车的基本结构是哪些

电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力触动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源盒电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同。

F. 纯电动汽车的结构布置

纯电动汽车的结构:纯电动汽车的基本构造有哪些
电动汽车的结构布置各式各样,比较灵活,概括起来分为纯电动汽车电动机中央驱动和电动轮驱动两种形式。电动机中央驱动形式借用了内燃机汽车的驱动方案,将内燃机换成电动机及其相关器件,用一台电动机驱动左右两侧的车轮。电动轮驱动形式的机械传动装置的体积与质量较电动机中央驱动形式的大大减小,效率显著提高,代价是增加了控制系统的复杂程度与成本。
纯电动汽车的结构:纯电动汽车有哪些种类
纯电动汽车发展至今,种类较多,通常按车辆用途、车载电源数目以及驱动系统的组成进行分类。按照用途不同分类,纯电动汽车可分为电动轿车、电动货车和电动客车三种。
(1)电动轿车是目前最常见的纯电动汽车。除了一些概念车,纯电动轿车已经开始批量生产,东风日产启辰晨风、比亚迪秦已进入汽车市场。
(2)电动货车用作功率运输的电动货车目前还比较少,而在矿山、工地及一些特殊场地,则早已出现了一些大吨位的纯电动载货汽车。
(3)电动客车,目前纯电动小客车也较少见;纯电动大客车用作公共汽车,在一些城市的公交线路以及世博会、世界性的运动会上,已经有了良好的表现。

纯电动汽车的结构:纯电动汽车发展历程是怎样的
早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人戴姆勒(Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了10年以上。
戴维森发明的电动汽车是一辆载货车,长4800mm,宽1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在19世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890年法国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时的车用内燃机技术还相当落后,行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便。
在欧美,电动汽车最盛期是在19世纪末。1899年法国人考门·吉纳驾驶一辆44kW双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速106km的记录。
1900年美国制造的汽车中,电动汽车为15755辆,蒸汽机汽车1684辆,而汽油机汽车只有936辆。进入20世纪以后,由于内燃机技术的不断进步,1908年美国福特汽车公司T型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰,后者则呈萎缩状态。

纯电动汽车的结构:纯电动汽车的核心技术是什么
发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术:电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。
电池技术电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
电力驱动及其控制技术电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件,要使电动汽车有良好的使用性能,驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。目前,电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。
电动汽车整车技术电动汽车是高科技综合性产品,除电池、电动机外,车体本身也包含很多高新技术,有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。采用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料,优化结构,可使汽车自身质量减轻30%-50%;实现制动、下坡和怠速时的能量回收;采用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎,可使汽车的滚动阻力减少50%;汽车车身特别是汽车底部更加流线型化,可使汽车的空气阻力减少50%。
能量管理技术蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性,必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具有良好的工作性能,就必须对蓄电池进行系统管理。

纯电动汽车的结构:纯电动汽车在中国的发展现状及未来前景如何
中国电动汽车虽然没有欧美等国家起步早, 但国家从维护能源安全, 改善大气环境, 提高汽车工业竞争力, 实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑, 从“八五”开始到现在, 电动汽车研究一直是国家计划项目, 并在2001 年设立了“电动汽车重大科技专项”。通过组织企业、高等院校和科研机构, 集中各方面力量进行联合攻关, 现正处于研发势头强劲阶段, 部分技术已经赶上甚至超过世界先进水平。
随着电动汽车行业竞争的不断加剧,大型电动汽车企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的电动汽车企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此,一大批国内优秀的电动汽车品牌迅速崛起,逐渐成为电动汽车行业中的翘楚!
另外,国务院印发了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(以下简称《发展规划》)的通知,其中删除了征求意见稿中“近期以混合电动车为重点”和“中/重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的50%以上”的字句。对此业界专家认为,这样有效避免之前直接点明以混合电动车为重点而可能引起的新能源发展路线之争,又回避了之前定出的难以达到的高指标,再次明晰了未来新能源发展目标。

G. 纯电动汽车的主要部件

首先,纯电动汽车的能量主要是通过柔性的电线而不是通过刚性联轴器和转动轴传递的,因此,纯电动汽车各部件的布置具有很大的灵活性。

其次,纯电动汽车驱动系统的布置不同,如独立的四轮驱动系统和轮毂电动机驱动系统等,会使系统结构区别很大;采用不同类型的电动机,如直流电动机和交流电动机,会影响到纯电动汽车的重量、尺寸和形状;不同类型的储能装置,如蓄电池,也会影响纯电动汽车的重量、尺寸及形状。

另外,不同的能源补充装置具有不同的硬件和机构,例如,蓄电池可通过感应式和接触式的充电机充电,或者采用更换蓄电池的方式,将替换下来的蓄电池再进行集中充电。

纯电动汽车的结构主要由电力驱动控制系统、汽车底盘、车身以及各种辅助装置等部分组成。除了电力驱动控制系统,其他部分的功能及其结构组成基本与传统汽车相同,不过有些部件根据所选的驱动方式不同,已被简化或省去了。

所以电力驱动控制系统既决定了整个纯电动汽车的结构组成及其性能特征,也是纯电动汽车的核心,它相当于传统汽车中的发动机与其他功能以机电一体化方式相结合,这也是区别于传统内燃机汽车的最大不同点。

H. 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。

I. 纯电动汽车结构是怎么形式

(1)发动机换为电动机结构:把传统汽车的发动机简单地换为电动机即可

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