電動汽車電動機(jī)資料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1電動汽車電動機(jī)資料電動汽車電動機(jī)資料第1頁/共26頁1、驅(qū)動電動機(jī)的選擇及功率匹配第2頁/共26頁電機(jī)功率的選擇電機(jī)功率的選擇第3頁/共26頁第4頁/共26頁第5頁/共26頁第6頁/共26頁第7頁/共26頁第8頁/共26頁電技電技機(jī)術(shù)機(jī)術(shù)系要系要統(tǒng)求統(tǒng)求要有低速大轉(zhuǎn)矩以滿足整車起步和爬坡功能；要有低速大轉(zhuǎn)矩以滿足整車起步和爬坡功能；要有高效率以降低電機(jī)系統(tǒng)的損耗從而提高電機(jī)長要有高效率以降低電機(jī)系統(tǒng)的損耗從而提高電機(jī)長時間運(yùn)行的能力，降低系統(tǒng)高溫退磁的機(jī)率時間運(yùn)行的能力，降低系統(tǒng)高溫退磁的機(jī)率要有好的抗震性和低噪聲，以及寬廣的平滑調(diào)速調(diào)轉(zhuǎn)矩區(qū)域要有好的抗震性和低噪聲，以及寬廣的平滑調(diào)速

2、調(diào)轉(zhuǎn)矩區(qū)域以滿足整車各種行駛工況，同時提高整車的平順性；以滿足整車各種行駛工況，同時提高整車的平順性；對于混合動力車用的電機(jī)系統(tǒng)要有好的抗熱性，抗周期沖擊的性能對于混合動力車用的電機(jī)系統(tǒng)要有好的抗熱性，抗周期沖擊的性能要有高可靠性和耐久性，以滿足整車的安全性和長期使用的功能要有高可靠性和耐久性，以滿足整車的安全性和長期使用的功能要有高速高功率以滿足整車高速行駛的能力要有高速高功率以滿足整車高速行駛的能力要有低速大轉(zhuǎn)矩以滿足整車起步和爬坡功能；要有低速大轉(zhuǎn)矩以滿足整車起步和爬坡功能；整車布置空間限制，尤其是整車軸向整車布置空間限制，尤其是整車軸向空間有限，因此電機(jī)系統(tǒng)還有具備高功率密度空間有限，

3、因此電機(jī)系統(tǒng)還有具備高功率密度電動機(jī)技術(shù)要求第9頁/共26頁第10頁/共26頁第11頁/共26頁第12頁/共26頁他勵電動機(jī)：他勵電動機(jī)：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開。勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的電源分開。并勵電動機(jī)：并勵電動機(jī)：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞并聯(lián)到同一電源上勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞并聯(lián)到同一電源上。串勵電動機(jī)：串勵電動機(jī)：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。復(fù)勵電動機(jī)：復(fù)勵電動機(jī)：勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。M他勵他勵UfIfIaUM并勵并勵UIfM串勵串勵UM復(fù)勵復(fù)勵U直流電動機(jī)的類型直流電動

4、機(jī)的類型第13頁/共26頁永磁式：由永久磁鐵做成。永磁式：由永久磁鐵做成。勵磁式：磁極上繞線圈，然后在線圈中勵磁式：磁極上繞線圈，然后在線圈中 通過直流電，形成電磁鐵。通過直流電，形成電磁鐵。勵磁的定義：勵磁的定義：磁極上的線圈通以直流電磁極上的線圈通以直流電 產(chǎn)生磁通，稱為勵磁。產(chǎn)生磁通，稱為勵磁。第14頁/共26頁第15頁/共26頁第16頁/共26頁第17頁/共26頁v 易于冷卻易于冷卻v 壽命長壽命長v 本身成本低，但其本身成本低，但其逆變器成本高逆變器成本高第18頁/共26頁v 永磁無刷電動機(jī)可以分為由永磁無刷電動機(jī)可以分為由方波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)方波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)系統(tǒng)(B

5、LDCM)和由和由正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)正弦波驅(qū)動的無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)(PMSM)，其中以永磁同步電機(jī)應(yīng)用最為廣泛目前，由，其中以永磁同步電機(jī)應(yīng)用最為廣泛目前，由日本研制的電動汽車主要采用這種電機(jī)。如豐田的日本研制的電動汽車主要采用這種電機(jī)。如豐田的Prius混聯(lián)汽車。它們都具有較高的功率密度，其控制混聯(lián)汽車。它們都具有較高的功率密度，其控制方式與感應(yīng)電機(jī)基本相同，因此在電動汽車上得到了廣方式與感應(yīng)電機(jī)基本相同，因此在電動汽車上得到了廣泛的應(yīng)用，是當(dāng)前電動汽車專用電動機(jī)的研發(fā)熱點(diǎn)。泛的應(yīng)用，是當(dāng)前電動汽車專用電動機(jī)的研發(fā)熱點(diǎn)。v BLDCM系統(tǒng)不需要絕對位置傳感器，一般采用霍爾元系統(tǒng)不

6、需要絕對位置傳感器，一般采用霍爾元件或增量式碼盤。件或增量式碼盤。PMSM系統(tǒng)需要絕對式碼盤或旋轉(zhuǎn)變系統(tǒng)需要絕對式碼盤或旋轉(zhuǎn)變壓器等轉(zhuǎn)子位置傳感器，這類電機(jī)具有較高的能量密度壓器等轉(zhuǎn)子位置傳感器，這類電機(jī)具有較高的能量密度和效率，其體積小、慣性小、響應(yīng)快，非常適用于電動和效率，其體積小、慣性小、響應(yīng)快，非常適用于電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，有極好的應(yīng)用前景。汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，有極好的應(yīng)用前景。第19頁/共26頁第20頁/共26頁開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)特點(diǎn)第21頁/共26頁統(tǒng)的一個標(biāo)志；n高效率、大容量和高可靠性的永磁材料、設(shè)計和制造。第22頁/共26頁項(xiàng)目項(xiàng)目直流電機(jī)直流電機(jī)感應(yīng)電機(jī)感應(yīng)電機(jī)永磁電機(jī)永磁電

7、機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)比功率比功率低低中中高高較高較高峰值效率峰值效率(%)85899495959790負(fù)荷效率負(fù)荷效率(%)8087909285977886功率因數(shù)功率因數(shù)(%)-828590936065恒功率區(qū)恒功率區(qū)-1:51:2.251:3轉(zhuǎn)速范圍轉(zhuǎn)速范圍(r/min)400060001200015000400010000可可15000可靠性可靠性 一般一般好好優(yōu)良優(yōu)良好好結(jié)構(gòu)的堅固性結(jié)構(gòu)的堅固性差差好好一般一般優(yōu)良優(yōu)良電機(jī)外廓電機(jī)外廓大大中中小小小小電機(jī)質(zhì)量電機(jī)質(zhì)量大大中中小小小小電機(jī)成本電機(jī)成本 ($/kW)108121015610控制操作性能控制操作性能最好最好好好好好好好控

8、制器成本控制器成本低低高高高高一般一般驅(qū)動電機(jī)的基本性能比較第23頁/共26頁電機(jī)類型電機(jī)類型特點(diǎn)特點(diǎn)控制技術(shù)控制技術(shù)發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢直流有刷電機(jī)直流有刷電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，起步加速牽引力優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，起步加速牽引力大大缺點(diǎn)：有機(jī)械換向器缺點(diǎn)：有機(jī)械換向器 ，最高速受限，需定，最高速受限，需定期維護(hù)保養(yǎng)；體積大期維護(hù)保養(yǎng)；體積大脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制技術(shù)控制系統(tǒng)：較簡單控制系統(tǒng)：較簡單逐步被替代逐步被替代異步電機(jī)驅(qū)動異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、運(yùn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、成本低廉、運(yùn)行可靠，低轉(zhuǎn)矩脈動，低噪聲，轉(zhuǎn)速極限高行可靠，低轉(zhuǎn)矩

9、脈動，低噪聲，轉(zhuǎn)速極限高 缺點(diǎn)：低速小負(fù)載時效率低；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)：低速小負(fù)載時效率低；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)負(fù)載，故障率高，成本高負(fù)載，故障率高，成本高控制技術(shù)：控制技術(shù)：V/ F V/ F 控制、轉(zhuǎn)差控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制和直、頻率控制、矢量控制和直、接轉(zhuǎn)矩控制接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)(DTC)和無轉(zhuǎn)速傳和無轉(zhuǎn)速傳感器的控制法感器的控制法有被其它新型無刷永磁牽引電有被其它新型無刷永磁牽引電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)逐步取代的趨勢；機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)逐步取代的趨勢；美國傾向于采用異步電機(jī)驅(qū)動美國傾向于采用異步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)系統(tǒng)無刷永磁同步無刷永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：具有較高的功率密度和效率以及寬廣優(yōu)點(diǎn)：具有較

10、高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍；的調(diào)速范圍；缺點(diǎn)：但造價較高，永磁材料會有退磁效應(yīng)，缺點(diǎn)：但造價較高，永磁材料會有退磁效應(yīng)，抗腐蝕性差，磁場不可變抗腐蝕性差，磁場不可變低速時常采用矢量控制，包低速時常采用矢量控制，包括氣隙磁場定向、轉(zhuǎn)子磁鏈括氣隙磁場定向、轉(zhuǎn)子磁鏈定向、定子磁鏈定向；高速定向、定子磁鏈定向；高速時用弱磁控制時用弱磁控制得到日本和美國汽車公司親睞得到日本和美國汽車公司親睞已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲已在國內(nèi)外多種電動車輛中獲得應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊得應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊 開關(guān)磁阻電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：高密度、高效率、輕量化、低成本、優(yōu)點(diǎn)：高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調(diào)速寬調(diào)速缺點(diǎn)：但具有高度的非線性缺點(diǎn)：但具有高度的非線性應(yīng)用較多的是智能控制，如應(yīng)用較多的是智能控制，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)