电动汽车牵引电机应用

㈠ 电动汽车电机的发展经历

永磁无刷直流电机
通过改变永磁直流电机的定子和转子的位置，就可以得到永磁无刷直流电机。需注意到是“直流”这个术语会引起误解，因为它并不是指直流电机，实际上它采用交流方波供电，所以也称为永磁无刷方波电机。它最大的优点是无刷，消除了电刷带来的许多问题。而且方波电流方波磁场相互作用可以产生更大的转矩。佛山照明沈大卫教授给的全称就是“永磁无刷方波力矩电机”。
永磁无刷同步电机
用永磁材料代替传统同步电机的励磁绕组，就能去掉传统的电刷、滑环和励磁绕组的铜损，由于采用正弦交流电及无刷结构，又叫永磁无刷交流电机。其优点是高能量密度和高效率，其恒功率区域有更宽的转速范围，并可以以矢量控制方法来满足电动汽车的高性能要求。如南车时代的电机。
异步电机驱动系统
异步电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。
异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。

㈡ 电动汽车电机的发展趋势

电机驱动系统
从20世纪80年代开关磁阻电机驱动系统问世后，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究，推出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的最大特点是转矩脉动大、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。
永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机，永磁式开关磁阻电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迭加了永磁转矩，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机具有磁场控制能力，类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。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，作为电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。
此外，正在研发的热点课题还有：
具有磁场控制能力的永磁同步电机驱动系统；
车轮电机驱动系统；
动力传动一体化部件（电机、减速齿轮、传动轴）；
双馈电异步电机驱动系统和双馈电永磁同步电机驱动系统。
电子伺服系统
1993年美国能源部、商务部、贸易部、国防部、环保局、宇航局、国家科学基金会七个政府部门下美国三个最大的汽车制造公司，克莱斯勒、福特和通用，建立了新一代车辆伙伴关系（PNGV，Partnership for a New Generation of Vehicles），目标是开发新一代机动车技术，以增强美国汽车工业的实力。1998年至2002年期间，美国国家自然科学基金（NSF）资助美国国家电力电子中心（由美国Virginia和美国Wisconsin等四所大学组建）研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统和各种车辆专用IC模块，提高汽车电子电气部件的可靠性，降低其成本和抢占车辆电气自动化技术的制高点，增强在国际市场的竞争力。线控的汽车电子伺服系统（X－by－wire）在未来将是十分重要的技术，该技术可将各种独立的系统（如转向、制动、悬挂等）集成到一起由计算机调控，使汽车的操纵性、安全性以及汽车的总体结构大大改善，设计的灵活度也大大增加。电子动力方向盘和线控刹车已经在一些欧洲车型上被采用，在这个系统中已经削减了相当多的机械部件，如液压泵等。汽车电子伺服技术是具有革命性的技术，随着这个技术的使用，许多传统的机械部件将会在未来的汽车上消失，而越来越多的车用伺服电机将出现在未来的汽车上。

㈢ 请问什么是牵引电机

铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆（如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆）上用于牵引的电机
。牵引电机包括牵引电动机、牵引发电机、辅助电机等。

牵引电动机 在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。

牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔
时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电
动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强
度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。

牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨
缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬
挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动
的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。

在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时，加在牵引电动机上的电压为脉动电压，因此这种牵
引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外，电动机内部还有一些附加损耗，从而引起电动机温升
，因此，脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的特殊措施，以解决“换向”和温升两个突出的问题。

牵引发电机 专用于电力传动内燃机车，以供给牵引电动机电力的发电机，又称主发电机。牵引发电机有直流和交流两种。直流牵引发电
机直接向直流牵引电动机供电。交流牵引发电机发出的三相交流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。交流整流电路是三相的，整流
电压虽然有脉动，但脉动量比较小，因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。

辅助电机 电力机车上的辅助电机可用直流电动机，也可用三相交流异步电动机。用直流电动机作为辅助电机时，须由专用的硅整流器供
电。用三相交流异步辅助电动机时，须由静止变相、变频装置或专用的旋转电机供给三相电源。这种专用的旋转电机称为劈相机，可以把单相
交流电变为三相交流电。

发展趋向 为了解决直流和脉流牵引电动机的“转向”问题，有些国家已在使用晶闸管无换向器式牵引电动机和三相交流异步变频牵引电
动机，并在试验以直线异步电动机为动力的磁悬浮高速车辆。晶闸管无换向器式牵引电动机是由一台同步电动机和一组晶闸管逆变器组成，用
晶闸管和转子位置检测器来代替直流牵引电动机的换向器和炭刷结构。这种电动机具有直流电机的优点而没有困难的“换向”问题。但晶闸管
及其控制系统相当复杂，所以电子元件直接影响电动机的运行可靠性。三相交流异步变频牵引电动机结构简单，工作可靠，成本低廉，是比较
理想的牵引电动机。但由于需用变频调速，它的发展和应用一度受到限制。60年代，大功率晶闸管变频装置的发展使异步电动机能够实现变频
调速。现在各国已有较多机车和动车采用三相交流异步变频牵引电动机。联邦德国和日本在试验的磁悬浮高速车辆上采用直线异步电动机。它的初级绕组敷设在地面导轨上，由地面的变频电源供电以产生行波磁场，调节供电电源频率就可改变磁悬浮高速车辆的速度。次级绕组就是反应板，装在车辆的构架上。初级行波磁场和次级感应电流的相互作用，不仅产生使车辆前进的推力，而且还产生磁拉力以悬浮车辆，并在制动工况时起着动力制动的作用。

㈣ 纯电动汽车动力布置有哪些形式

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。

纯电动汽车采用电动机中央驱动形式，直接借用了内燃机汽车的驱动方案，由发动机前置前驱发展而来，由电动机、离合器、变速箱和差速器组成。用电驱动装置替代了内燃机，通过离合器将电动机动力与驱动轮进行连接或动力切断，变速箱提供不同的传动比以变更转速—功率曲线匹配的需要，差速器实现转弯时两车轮不同车速的行驶。

纯电动汽车采用双电动机电动轮驱动方式，机械差速器被两个牵引电动机所代替，两个电动机分别驱动各自车轮，转弯时通过电子差速控制以不同车速行驶，省掉了机械变速器。

纯电动汽车所独有的以蓄电池作能量源的一种结构，蓄电池可以布置在上的四周，也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。所选用的蓄电池应该能提供足够高的比能量和比功率，并且在车辆制动时能回收再生制动能量。具有高比能量和高比功率的动力电池对纯电动汽车的加速性和爬坡能力。

为了解决一种蓄电池不能同时满足对比能量和比功率的要求这个问题，可以在纯电动汽车同时采用两种不同的蓄电池，其中一种能提供高比能量，另外一种提供高比功率。两种电池作混合能量源的基本结构，这两种结构不仅分开了对比能量和比功率的要求，而且在汽车下坡或制动时可利用蓄电池回收能量。

燃料电池所需的氢气不仅能以压缩氢气、液态氢或金属氢化物的形式储存，还可以由常温的液态燃料如甲醇或汽油随车产生。一个带小型重整器的纯电动汽车的结构，燃料电池所需的氢气由重整随车产生。

㈤ 串联式混合动力汽车的工作原理及特点是什么

一、工作原理

串联式混合动力系统一般由内燃机直接带动发电机发电，产生的电能通过控制单元传到电池，再由电池传输给电机转化为动能，最后通过变速机构来驱动汽车。

在这种联结方式下，电池就象一个水库，只是调节的对象不是水量，而是电能。电池对在发电机产生的能量和电动机需要的能量之间进行调节，从而保证车辆正常工作。

二、工作特点

发动机启动后持续工作在高效区，通过发电机给电池发电，而驱动电机作为整车的动力源驱动整车运行。

由此可见，串联混合动力技术，需要将机械能转化为电能(Engine->Generator->Battery)，然后再将电能转化为机械能(Battery->Traction)，因为需要两次能量转换，所以整体的效率会比较低。

同时需要驱动电机(Traction)用来代替传统的发动机(Engine)达到牵引的目的，所以电池容量，发电机，驱动电机的功率都不能太小，因而串联模式大多数应用在大型车(Bus,Dumping etc.)中。

(5)电动汽车牵引电机应用扩展阅读

串联式混合动力电动汽车是由发电机、发动机、整流器、蓄电池组、牵引电动机、机械传动装置等组成。如果蓄电池组可以外插电网充电，则属于插电式串联混合动力电动汽车。

发动机和发电机之间是机械连接的，牵引电机与机械传动装置（主减速器、差速器）之间也是机械连接的，燃油箱与发动机之间是管路连接，其余部分是电缆连接。

从燃油箱、发动机、发电机、整流器流出的能量是单向的，可以经电动机控制器、牵引电动机直到机械传动装置，提供车辆行驶所需要的能量，也可以经过 DC/DC 转换器到达蓄电池组，提供维持蓄电池组 SOC 的能量。

从蓄电池组、DC/DC 转换器、电动机控制器、牵引电动机直到机械传动装置，能量流动可以是双向的。根据路况及控制策略，牵引电动机被控制为电动机或发电机，在驱动时，作为电动机使用，提供整车行驶所需要的动力；

在制动减速时，作为发电机使用，将整车动能的一部分转化为电能，经 DC/DC 转换器给蓄电池充电，这样，就实现了能量的双向流动。

㈥ 牵引电机中牵引电机的要求有哪些

我没看过专门介绍高铁的资料，但是好像直流电机无法有这么好的性能吧。直流有电刷的非常不适合大功率，电刷的老化太快，效率也低。直流无刷的本质还是交流，只不过是方波输入，电流、功率和转矩的高次谐波比较多，电磁环境较差。而且，直流无刷的最广应用还是在电脑风扇上，做高铁恐怕功率也不够。就目前看来，还是交流电机的特性最好，三相正弦波电流叠加的结果是一个不变的常数，没有谐波污染。
交流电机中异步机的设计已经很完善，鲁棒性好，控制简单，是交流电机中的绝对主导。同步机的话新型的永磁体电机也很好了，主要应用是高精度数码机床、混合电动车，只不过有一些保护方面的措施还研究的不是特别到位，有过热退磁的现象发生。同步励磁电机的话装置比较多比较烦，一般用于火力、水利发电厂。可以说，这个世界上的较大功率电机（1MW以上），基本都是交流的。发电基本是同步，电动机基本是异步。另外我给你一个数据，这个世界大约70%的电力是电机消耗的，这里面还有70%是异步电机。

㈦ 你认为电动汽车电机与工业电机有什么异同呢

汽车电机的转速转矩范围宽，电机可能工作在任何一个工作点，设计的时候要考虑整个调速范围内的效率，功率因数，损耗等，工业电机一般工作在某个或某几个工作点。另外汽车电机的可靠性要求高。理论上没有什么差异，肯定都得追求效率，主要由于应用场合不一样，结构会不一样，根据不同的要求，会增减一些测试附件，如编码器之类的。电动汽车电机属于工业电机的一种。按照使用领域分类，电机分为工业电机和民用电机两种。工业电机的负载设备可有水泵、风机、磨机、轧钢机、卷扬机、曳引机、牵引电机（电动汽车驱动电机、地铁驱动电机、列车驱动电机、高铁驱动电机）等。

㈧ 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。

㈨ 牵引电机的分类

在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。
牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。
牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。
在用牵引变压器降压经硅整流器或大功率晶闸管整流后供电给直流串励牵引电动机时，加在牵引电动机上的电压为脉动电压，因此这种牵引电动机称为脉流牵引电动机。大功率脉流牵引电动机的“换向”条件更加困难。此外，电动机内部还有一些附加损耗，从而引起电动机温升，因此，脉流牵引电动机在设计和结构上还要采取一定的特殊措施，以解决“换向”和温升两个突出的问题。 专用于电力传动内燃机车，以供给牵引电动机电力的发电机，又称主发电机。牵引发电机有直流和交流两种。直流牵引发电机直接向直流牵引电动机供电。交流牵引发电机发出的三相交流电经硅整流器整流后再向直流牵引电动机供电。交流整流电路是三相的，整流电压虽然有脉动，但脉动量比较小，因此牵引电动机还被认为是一般的直流电动机。

㈩ 广汽新能源将率先使用 日本电产电机性能升级

近日有外媒报道，日本电产株式会社（Nidec）在其电动汽车牵引电机系列产品中增添了两款新产品：用于中大型电动汽车的200kW牵引电机，以及用于微型和小型电动汽车的50kW牵引电机。这两款产品都基于原有集电机、减速器、逆变器于一体的150kW“三合一”电驱动系统而打造。

据悉，新款200kW电驱动系统的定位是面向中国与欧洲市场中的高档汽车。该款产品将率先装配于广汽新能源“AionS”和“AionLX”。与150kW电驱动系统相比，该产品不仅保持了原有的高能效、结构紧凑、重量轻等特点，电机与减速器的尺寸得到了进一步改进，功率提升30%，重量95kg，仅比150kW款增加了??9%。200kW将于2023年开始量产。电产日前曾表示：“到2025年，其‘三合一’电驱动系统的累计订单将超过1000万台。”

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