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新能源汽车的电驱动系统

发布时间: 2022-09-04 11:12:17

1. 新能源汽车驱动电机控制系统的组成是什么

电机控制系统主要由电机控制器、驱动电机、电子换挡操纵装置、加速踏板组成,还包括高压电线、信号线和冷却系统。

新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。电力电子变换器由固态器件组成,主要作用是将大量能量从电源传递给电机输入端。

控制器通常由微控制器或数字信号处理器和相关的小信号电子电路组成,其主要作用是处理信息以及产生电力变换器半导体开关器件所需的切换信号。电机驱动系统主要部件、储能装置以及电机之间的关系。

新能源汽车电机驱动系统框图功率变换器包括直流变换器和交流变换器,直流变换器用于驱动直流电机,直流变换器用于驱动交流电机。功率变换器是由大功率、快速响应的半导体器件组成。电机驱动系统的电力电子电路中的固态器件的作用是作为通或断的电子开关将恒定电压变换为可变频、可变压的电源。

所有的功率器件都有一个控制输入门极(或栅极或基极)功率器件根据控制器输出的控制信号导通或者关断。在过去的20多年,功率半导体技术迅猛发展,使得直流和交流电机驱动系统朝着小型、高效和可靠的方向快速发展。在纯电动汽车及混合动力汽车电机驱动系统中,最常用的功率器件是IGBT。IGBT的电压、电流范围以及开关频率完全满足电驱动系统的要求。

DC/DC及DC/AC变换器的作用新能源汽车驱动系统控制器管理和处理系统信息以控制电驱动系统的功率流向。控制器根据驾驶员的输入指令进行动作,同时要遵循电机的控制算法。经过几十年的发展,各种电机都有很多种控制算法。在这些控制算法中,有些是用于高性能驱动系统的,另外一些是用于要求较低的调速驱动系统。

电力牵引用的电驱动系统需要响应快、效率高,因此其被归类为高性能驱动系统的范畴。这些电机驱动系统控制算法是计算密集型的,需要快速的处理器及相当多的反馈信号接口。现在的处理器基本都是数字信号处理器,取代了原来的模拟信号处理器。

与模拟信号处理器相比,数字信号处理器不仅可以降低漂移和误差,同时短时间内处理复杂算法的能力方面性能也有了较大的提高。控制器实际上是一个嵌入式系统,其中微处理器、数字信号处理器通过外围接口电子模块进行信号处理。

(图/文/摄: 问答叫兽) Model Y Model 3 Model X AION V 理想ONE 小鹏汽车P7 @2019

2. 什么是电驱动系统为什么说它对电动汽车非常重要

电动汽车的电驱动系统就像燃油车的发动机和变速箱一样,是电动汽车的动力输出装置。也就是通过它可以将电池中的电能转化成汽车行驶的动能,是决定电动汽车性能的核心部件,也被称为电动汽车的心脏,所以才会那么重要。

3. 新能源汽车的驱动电机有哪几种形式

新能源汽车电机类型主要分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。目前交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,开关磁阻电机的实际装配应用较少;永磁同步电机主要应用于新能源乘用车。

驱动电机系统是新能源汽车核心系统之一,其性能决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。驱动电机系统主要是由电机及其控制器组成,其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。电动机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机,功率转换器按所选电机类型,有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。

根据中国汽车工业协会数据显示,2018年1-11月,中国新能源汽车产销分别完成105.4万辆和103万辆,比2017年同期分别增长63.6%和68%。其中纯电动汽车产销分别完成80.7万辆和79.1万辆,比2017年同期分别增长50.3%和55.7%;插电式混合动力汽车产销分别完成24.7万辆和23.9万辆,比2017年同期分别增长130.3%和127.6%。

(图/文/摄: 问答叫兽) 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

4. 新能源汽车的电驱动系统里,最核心的技术的是什么

电驱系统,也叫电驱动系统,一般由电机,传动机构和变换器组成。这里面最核心的技术当然是电机了。作为中国电驱系统中的开拓者,XPT蔚来驱动科技研发的240kW高性能电驱动系统以高功率感应异步电机为核心,配合双三相拓扑结构的电机控制器以及高扭矩齿轮箱,以高功率、大扭矩、高转速的卓越性能,助力蔚来汽车跻身“4秒俱乐部” 满意我的回答的,求给大大的赞。

5. 新能源汽车有几种电机驱动

新能源汽车有4种电机驱动,电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。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,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。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

什么是电机?

所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

电动机的发展状态及分类电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机,这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能,这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较:

★直流电动机优点:成本低、易控制、调速性能良好缺点:结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性:在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

(图/文/摄: 问答叫兽) 蔚来EC6 小鹏汽车P7 MARVEL R 岚图FREE 奥迪A4L Model Y @2019

6. 新能源汽车电机驱动系统作用是什么

驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一,是电动汽车的动力来源。驱动电机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。驱动电机系统由驱动电动机(DM)和驱动电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束、冷却管路,与整车其他系统作电气和散热连接。

整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器驱动电车控制器发送指令,实时调节驱动电机的扭矩输出,以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。

电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测,并把相关信息传递给整车控制器VCU,进而调节水泵和冷却风扇工作,使电机保持在理想温度下工作。

二、汽车驱动电机系统的组成部分:

1、驱动电动机:

(1)永磁同步电机:一种典型的驱动电机,具有效率高、体积小、可靠性高等优点,是动力系统的执行机构,是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器,来提供电机的工作状态信息,并将电机运行状态信息实时发送给MCU。

(2)旋转变压器:检测电机转子位置,经过电机控制器内旋变解码器解码后,电机控制器可获知电机当前转子位置,从而控制相应的IGBT功率管导通,按顺序给定子三个线圈通电,驱动电机旋转。

(3)温度传感器:作用是检测电机绕组温度,并提信息供给MCU,再由MCU通过CAN线传给VCU,进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作,调节电机工作温度。

2、驱动电机控制器:

(1)驱动电机控制器对所有的输入信号进行处理,并将驱动电机控制系统运行状态信息通过网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路,当电机出现异常时,达到一定条件后,它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器,同时也会储存该故障码和相关数据。

(2)驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器和温度传感器来进行电机运行状态的监测,根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。

(3)电流传感器用于检测电机工作实际电流,包括母线电流、三相交流电流。

(4)电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压,包括动力电池电压、12V蓄电池电压。

(5)温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度,包括IGBT模块的温度。

三、新能源汽车驱动电机系统的工作过程:

1、D挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板,此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器,整车控制器把驾驶员的操作意图传递给驱动电机控制器,再由驱动电机控制器结合旋变传感器信息(转子位置),进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电,三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。

(图/文/摄: 问答叫兽) 奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019

7. 新能源汽车电驱动系统的主要任务是什么

电动机就像是传统汽车中的发动机,其主要任务是在驾驶人的控制下,高效率地将动力电池存储的电能转化为车轮的动能驱动车辆,或者在制动时将车轮上的动能转化为电能反馈到动力电池中以实现车辆的制动能量回收。

控制器就像人体的神经中枢,电动汽车必须通过一个整车控制系统来进行各子系统的协调控制,从而实现整车的最佳性能。电源系统包括蓄电池组、电池管理系统(BMS)等。辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、空调器、照明装置等。

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。

还有一种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。

8. 新能源汽车电机驱动系统主要由什么组成

新能源汽车电机驱动系统是新能源汽车的三大核心部件之一,主要由驱动电机和电机控制器两部分组成。新能源汽车电机驱动系统包括电力电子变换器以及相应的控制器。

目前,新能源汽车常用的驱动电机主要包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。最早应用于电动汽车的是直流电机,主要特点是控制性能好、成本低。新能源汽车驱动电机类型。随着新能源汽车对电机的宽调速范围、高功率密度、轻量化、高效率、高安全性、低成本等诸多要求的提高,直流电机已经被淘汰,永磁同步电机使用逐步广泛。永磁同步电机的代表为丰田Prius系列。

丰田公司在1997 年便研发出世界上第一款成熟的混合动力汽车—Prius,迄今为止已发展到第4代。第4代Prius 电机采用了分段线圈式定子,转子磁路结构也做了改变,电机的峰值功率为53 kW,峰值转矩为163 N·m,最高转速更是达到17 000 r /min。电机控制器,又称智能功率模块,是电动汽车的核心控制单元,其通过硬线直接采集加速/减速信号、制动信号、挡位信号,通过CAN 总线采集动力电池状态信息,解析驾驶员意图并根据车辆的状态控制驱动电机工作,实现车辆的正常行驶。电机正转反转都是电机控制器控制的,对电机还起到保护的作用。

(图/文/摄: 问答叫兽) 问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019

9. 最近发布的蔚来ES7的电驱动系统相比其他新能源汽车的电驱动系统具有哪些优势

蔚来ES7搭载的是XPT研发的第二代电驱系统,前永磁+后异步电机最大功率分别为180kW、300kW。系统总功率480kW,峰值扭矩达到850N·m,百公里加速时间3.9秒。
而最大的优势在于,在前电驱动系统采用了SiC碳化硅功率模块。碳化硅第三代半导体材料,具备优异的电气性能,能大幅度提升动力系统的能效,减少损耗的同时提升效率。

10. 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

  1. 能量转换效率高

  2. 无污染、零排放、对环境友好

  3. 灵活方便控制工作状态

  4. 系统工作状态不会受到外界环境的影响

  5. 总体重量不变

  6. 无噪声,对环境没有影响

  7. 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。

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