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新能源汽车电机设计

发布时间: 2022-08-12 02:51:33

新能源汽车电机里要用多少永磁

每台新能源汽车的驱动电机一般需要2-3.5kg 的高性能钕铁硼永磁材料。每个车企客户的需求都不一样,不同的需求导致不同的电机设计,因此对磁材的性能、数量要求也不同,包括磁钢尺寸、镀层、磁性能指标都各不相同。

新能源汽车电机原理

单相异步电机通过电容移相作用,将单相交流电分离出另一相相位差90度的交流电。

将这两相交流电分别送入两组或四组电机线圈绕组,就在电机内形成旋转的磁场,旋转磁场在电机转子内产生感应电流,感应电流产生的磁场与旋转磁场方向相反,被旋转磁场推拉进入旋转状态,由于转子必须切割磁力线才能产生感应电流,因此转子转速必须低于旋转磁转速,故称异步电机。

⑵ 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。

⑶ 新能源汽车电机控制系统有哪些功能

电机控制器的作用就是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置。

⑷ 新能源汽车永磁同步电机的发展史,究竟是怎样的

电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势,成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低,永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。



电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国,感应电机的设计和控制策略已经成熟,因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究,成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E采用定子双绕组技术,不仅扩大了电机的转速范围,而且有效利用了逆变器的电压,绕组电流小,电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。

⑸ 新能源汽车选用电机有何要求

1、电动汽车对于驱动电机的要求

目前电动汽车主要有三个性能指标:

(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。
在美国某机场运营的纯电动客车

大家都知道,电机分很多种。单工业电机就有很多。但是作为电动汽车的驱动电机,其诞生之初就有着独特的性能要求:

(1)适用汽车各种工况:频繁的启动/停车、加速/减速,这就要求电动汽车的驱动电机满足转矩控制的动态性能要高。

(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)驱动电机调速性能要好: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)可靠性好:鉴于电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣,因此,可靠性必须要高。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
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。

⑹ 新能源汽车电气和电机有什么区别

电动汽车是汽车行业的发展趋势,大家都知道其原理核心是用电机替代发动机,实现电力驱动。和常规使用感应电机相比,电动汽车电机无论在性能要求和驱动原理上都有较大区别:

1、电动汽车电机应该具备较大的启动转矩、良好的启动性能和良好的加速性能来满足电动汽车的频繁启停、加减速或爬坡等要求。反映在电机测试上,就是要求电机在进行转速或转矩控制时,响应时间要短;同时在外界负载发生阶跃变化时,电机自身的反映要够快,调整输出的功率和转速;

2、电机汽车电机的恒功率范围应该设计得较为宽广,以满足电动汽车高速行驶时的转矩输出,保证汽车可实现的最高时速;

3、电动汽车电机应该具备较大范围的调速能力,在低速时具有较大的转矩,在高速时具有高功率,能够根据驾驶需要,随时调整电动车的行驶速度和相应的驱动力;

4、电动汽车电机应该具备良好的效率特性,在较宽的转速/转矩范围内,获得最优的效率,提高一次充电后的持续行驶里程,一般要求在典型的驾驶循环区,获得85%~93%的效率;

5、电动汽车电机的外形尺寸要求尽可能小,质量尽可能轻,功率密度最优化;

6、电动汽车电机应该具备良好的可靠性,耐温和耐潮湿性能强, 能够在较恶劣的环境下长期工作,运行时噪音低,维修方便。

⑺ 新能源汽车驱动电机的技术参数有哪些

新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯电动汽车上体现尤为明显:以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠。

传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。


与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。

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,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,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。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素。

因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

⑻ 新能源汽车驱动电机与工业驱动电机有何不同

相似之处:

1.它们都是马达

看似废话,我想说的是,电动车的电机只是一种电机,没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法,计算工具都是有限元软件,仿真求解器都是基于瞬态求解器,电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的,是有特殊负载要求的电机。

2.分类和控制是一样的

电动汽车也分为感应电机和永磁电机,控制理论和方法与工业电机没有区别。

差异:

1.严格的体积和重量要求

因为是车载,所以这个要求比较突出。普通工业电机对尺寸和重量没有这么严格的要求,因为工业场地巨大,一般都是先达到工业目标。不同的电动汽车,其尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验,直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻越厉害越好。

2.独特的扭矩特性

启动或低速时需要超高扭矩,这样汽车的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工业电机没有这么高的启动速度要求。同时,需要在高速时提供足够的动力,使汽车能够高速巡航。

3.调速范围宽

最大速度可能是电机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车的最佳解决方案是省去多速变速箱,只使用固定齿轮组。这样电机的转速范围越宽越好。以特斯拉的S型为例,电机最高转速可以达到18000转/分,相当可怕。这是对电力电子调速器的一个巨大考验。

4.全面的效率要求

与电力机车不同,电力机车由受电弓供电,电动汽车由电池供电,续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%,续航里程可增加1%。因此,电机的效率非常高。再高一点就是胜利,每一点能量都要优化。

5.其他人

至于低噪音、高稳定性、合理散热、性价比等等,我就不提了。这些是基本要求。

技术细节:

1.扭矩-速度效率分布图:

电动汽车电机的效率分布图应如下:

电动车电机和工业电机有什么异同?

整机的设计目前已经基本达到了电机设计的极限,可以称之为手工艺。

⑼ 国产新能源汽车的电机是中国造的吗

国产新能源汽车的电机是中国造的。
电机作为电动汽车的动力源泉,其重要性不言而喻,目前国内大多数电动汽车采用功耗较低但是制造成本较高的永磁同步电机,例如比亚迪,北汽新能源,吉利帝豪等,当然也有少数车型采用了成本较低但是更为费电的交流异步电机,例如蔚来ES8,江铃E200等。目前国内使用感应电机的新能源品牌主要是蔚来,其中ES8延续之前发布的电动跑车采用了异步感应电机的设计,前后双电机的设计可以带来最大478kW的功率,并以此带来4.4秒的百公里加速,而电机供应商则是自家的蔚然动力。

⑽ 新能源汽车的电机龙之谷需要满足哪些条件

1、电动汽车对于驱动电机的要求

目前电动汽车主要有三个性能指标:

(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。
在美国某机场运营的纯电动客车

大家都知道,电机分很多种。单工业电机就有很多。但是作为电动汽车的驱动电机,其诞生之初就有着独特的性能要求:

(1)适用汽车各种工况:频繁的启动/停车、加速/减速,这就要求电动汽车的驱动电机满足转矩控制的动态性能要高。

(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)驱动电机调速性能要好: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)可靠性好:鉴于电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣,因此,可靠性必须要高。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
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。

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