新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)及控制系統(tǒng)檢修 課件 1.1認(rèn)知新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)

上海電驅(qū)動(dòng)402607600水冷9028010000水冷大洋電機(jī)301606500水冷西門子30~170100~26512000水冷日產(chǎn)802809800水冷美國Remy8232510600油冷美國UQM752408000水冷大眾Kassel8527012000水冷六、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢三、收集信息（1）功率密度（2）材料方面（3）生產(chǎn)工藝永磁材料也是制約永磁同步電機(jī)性能提升的重要因素，目前常用的永磁材料釹鐵硼主要存在溫度穩(wěn)定性差、不可逆損失和溫度系數(shù)較高以及高溫下磁性能損失嚴(yán)重等缺點(diǎn)，從而影響電機(jī)性能。永磁同步電機(jī)在生產(chǎn)工藝方面的難點(diǎn)是制約大規(guī)模配套乘用車的重要因素。功率的提升有兩種途徑，一種是提高扭矩，另一種是提高轉(zhuǎn)速。2.永磁同步電機(jī)的發(fā)展瓶頸六、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢三、收集信息3.輪轂電機(jī)的發(fā)展（1）

技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)外主要輪轂電機(jī)產(chǎn)品及其參數(shù)企業(yè)輪教電機(jī)產(chǎn)品重量(kg)峰值扭矩(N.m)峰值功率(kw)額定扭矩(N.m)額定功率(kw)福特與舍弗勒

70040

33三菱藍(lán)瑟電動(dòng)輪

51850

英國PmiranPDI83412507565054法WTM4MOTIVE26170012060037杭州依拉非M7002370075

六、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢三、收集信息3.輪轂電機(jī)的發(fā)展(2)

優(yōu)缺點(diǎn)分析輪轂電機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)序號(hào)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)1高效率：直接驅(qū)動(dòng)車輪，避免傳動(dòng)損失，提效節(jié)能。簧下質(zhì)量増加：影響操控，懸架響應(yīng)變慢，加速響應(yīng)變慢。2控制方便：直接控制車輪轉(zhuǎn)速和扭矩.減少轉(zhuǎn)彎半徑，提高制動(dòng)冋收率。散熱難度大：制動(dòng)時(shí)輪轂內(nèi)會(huì)產(chǎn)生極大的熱量，對(duì)內(nèi)置的電機(jī)形成巨大的散熱挑戰(zhàn)。3

空間配置優(yōu)：與輪轂集成，節(jié)省前艙布置空間，節(jié)能傳動(dòng)系統(tǒng)的空間。三防挑戰(zhàn)大：電機(jī)內(nèi)置在輪轂，工作環(huán)境惡劣，防震防水防塵的難度増大。4模塊化：集成度高，容易實(shí)現(xiàn)模塊化，可避免重復(fù)開發(fā)，縮短開發(fā)周期和費(fèi)用。制動(dòng)能耗高：電渦流制動(dòng)容量不高，需耍配合機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)共同工作，能耗大。六、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢三、收集信息(3)

性能提升對(duì)策序號(hào)項(xiàng)目對(duì)策1穩(wěn)定性和舒適性①優(yōu)化減振系統(tǒng)，匹配新的質(zhì)量分配，提高車輛的舒造性；②建立垂向振動(dòng)模型，將懸掛系統(tǒng)的剛度和阻尼的參數(shù)匹配與懸架、車輪逬行配合，可以降低簧下質(zhì)量増加對(duì)舒適性和附著穩(wěn)定性的影響2散熱問題①采用液冷.利用髙導(dǎo)熱系數(shù)環(huán)氧樹脂對(duì)定子、機(jī)殼和液泠鋁環(huán)進(jìn)行澆注；②電機(jī)與減速器集成一體，轉(zhuǎn)子上開槽，利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)電機(jī)內(nèi)空氣的循環(huán)流動(dòng)；③采用水冷散熱，水路為軸向螺旋型，設(shè)計(jì)在機(jī)売內(nèi)，散熱效果提升顯著；④為電機(jī)加裝散熱翅片，設(shè)計(jì)冷卻風(fēng)道或者水道，提升高負(fù)荷工況下的散熱效果3制動(dòng)冋收將車速、輪轂電機(jī)的制動(dòng)力矩、動(dòng)力電池SOC和電機(jī)轉(zhuǎn)連作為輸入，通過控制策略分析，對(duì)電動(dòng)汽車前后軸制動(dòng)力進(jìn)行合理分配4環(huán)境適應(yīng)性①通過加強(qiáng)輪轂電機(jī)與整車性能匹配，消除震動(dòng)對(duì)電機(jī)氣隙的影響，減少電機(jī)的振動(dòng)，提升車輛平順性；②對(duì)輪轂電機(jī)的売體優(yōu)化，提升電機(jī)的防護(hù)等級(jí)，避免水、塵對(duì)電機(jī)的影響

輪轂電機(jī)性能提升對(duì)策3.輪轂電機(jī)的發(fā)展六、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展趨勢三、收集信息(3)

性能提升對(duì)策不同行業(yè)主體對(duì)輪轂電機(jī)發(fā)展的觀點(diǎn)市場主體主機(jī)廠傳統(tǒng)電機(jī)企業(yè)合資電機(jī)企業(yè)代表企業(yè)長安新能源、比亞迪、江淮汽車等精進(jìn)電機(jī)、巨一自動(dòng)化、華域電動(dòng)等杭州依拉菲、萬安-Protean、泰特機(jī)電等主要觀點(diǎn)輪轂電機(jī)屬于前瞻技術(shù)，前景廣闊；國內(nèi)缺乏成熟的批量車型，成本及技術(shù)成熟度無法滿足產(chǎn)業(yè)化輪轂電機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，控制難度大，成本高；對(duì)底盤結(jié)構(gòu)變動(dòng)大，不適合乘用車市場；技術(shù)不成熟技術(shù)已經(jīng)成熟，希望主機(jī)廠打消顧慮，積極進(jìn)行車型匹配開發(fā)和調(diào)試三、收集信息4.未來驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)展趨勢分析

根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》分析，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展路線圖如表1-1-6所示?？傮w上看，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的主要趨勢包含以下幾個(gè)方面：集成化——涵蓋電力電子控制器的集成和機(jī)電耦合的集成；高效化——提高功率密度并降低成本；智能化和數(shù)字化——與控制器配合不斷提升驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。

序號(hào)2020年2025年2030年1乘用車20s有效比功率≥4kw/kg；商用車30s有效比轉(zhuǎn)矩≥18N·m/kg乘用車20s有效比功率≥4.5kw/kg；商用車30s有效比轉(zhuǎn)矩≥19N·m/kg乘用車20s有效比功率≥5kw/kg;商用車30s有效比轉(zhuǎn)矩≥20N·m/kg2高輸出密度、高效率永磁電機(jī)技術(shù)輪轂/輪邊電機(jī)技術(shù)高壓化、高速化電機(jī)技術(shù)3低損耗硅鋼、高性能磁鋼、成型繞組、匯流排、磁鋼定位封裝等先進(jìn)工藝關(guān)鍵材料和部件采用國內(nèi)資源，自主工藝開發(fā)及生產(chǎn)線建設(shè)能力達(dá)到國際先進(jìn)水平，先進(jìn)工藝材料推動(dòng)自主進(jìn)步的格局基本形成出口份額達(dá)到自主總產(chǎn)量的20%驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)路線圖三、收集信息七、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的發(fā)展趨勢圖1-1-15電機(jī)控制器原理圖

1.電機(jī)控制器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀三、收集信息

電機(jī)控制器國產(chǎn)品牌在功率密度上和海外標(biāo)桿產(chǎn)品仍有一定的差距，此外在與驅(qū)動(dòng)電機(jī)匹配過程中對(duì)電機(jī)高效區(qū)間的擴(kuò)大、噪聲與振動(dòng)的抑制等方面仍有提升空間。國內(nèi)外電機(jī)控制器參數(shù)對(duì)比生產(chǎn)企業(yè)Bosch蘇州匯川上海電驅(qū)動(dòng)上海大郡功率體積比(km/L）24.014.020.021.7功率重量比（KW/kg)21.512.018.019.0功率器件IGBTIGBTIGBTIGBT直流電壓(V)300-480300-420300-480300-480器件電流(A)800800800800器件封裝定制定制定制定制

國內(nèi)外電機(jī)控制器參數(shù)對(duì)比三、收集信息2.電機(jī)控制器發(fā)展趨勢

（1）性能指標(biāo)如耐壓達(dá)20kV、工作頻率超100kHz、工作結(jié)溫逾250℃，均優(yōu)于傳統(tǒng)硅器件；（2）模塊體積減小到1/10，系統(tǒng)物料成本下降；（3）降低能耗：據(jù)英飛凌的數(shù)據(jù)，SiC由于電阻小而功率損耗降低60-80%；根據(jù)采埃孚的數(shù)據(jù)，應(yīng)用SiC后車輛續(xù)航里程提高了10%。隨著SiC技術(shù)逐漸承成熟，IGBT有望在2025年被SiC全面替代。七、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的發(fā)展趨勢三、收集信息三、收集信息圖1-1-17特斯拉及比亞迪的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

圖1-1-18SiC電阻、頻率、工作溫度上比IGBT有優(yōu)勢2.電機(jī)控制器發(fā)展趨勢七、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的發(fā)展趨勢四