新能源汽車純電動汽車典型技術(shù)認(rèn)識新能源汽車電動機(jī)認(rèn)識

項目一純電動汽車有關(guān)學(xué)任務(wù)學(xué)任務(wù)一純電動汽車總體認(rèn)識學(xué)任務(wù)二純電動汽車典型技術(shù)認(rèn)識學(xué)任務(wù)三電動汽車高壓安全學(xué)任務(wù)四典型純電動汽車認(rèn)識項目一純電動汽車學(xué)任務(wù)二純電動汽車典型技術(shù)認(rèn)識主要學(xué)內(nèi)容一,動力電池與其管理系統(tǒng)二,其它儲能裝置三,驅(qū)動電機(jī)與其控制器四,充電系統(tǒng)五,變速驅(qū)動橋六,制動助力與再生制動七,電動空調(diào)系統(tǒng)八,信息顯示系統(tǒng)九,整車控制器任務(wù)實(shí)施與考核學(xué)效果檢驗三,驅(qū)動電機(jī)與其控制器主要學(xué)內(nèi)容:一.驅(qū)動電機(jī)二.電動機(jī)控制器就到這里一.驅(qū)動電機(jī)適用于電力驅(qū)動地電動機(jī)可分為直流電動機(jī)（將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能地電動機(jī)）與流電動機(jī)（將流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能地電動機(jī)）兩大類。目前在電動汽車上已應(yīng)用地與有應(yīng)用前景地有直流電動機(jī),流感應(yīng)電動機(jī),永磁無刷電動機(jī),開關(guān)磁阻電動機(jī)等。驅(qū)動電機(jī)地主要能參數(shù)有類型,額定功率,額定電壓,額定電流,額定效率,機(jī)械特,效率,尺寸參數(shù),質(zhì)量參數(shù),可靠與成本等。一.驅(qū)動電機(jī)一）驅(qū)動電機(jī)主要能指標(biāo)（一）額定功率。指電動機(jī)在制造廠所規(guī)定地額定條件下運(yùn)行時,其輸出端地機(jī)械功率,單位一般為kW。（二）額定電壓。是指電動機(jī)在額定條件下運(yùn)行時,外加于定子繞組上地線電壓,單位為V。（三）額定電流。指電動機(jī)在額定電壓與額定輸出功率時,定子繞組地線電流,單位為A。（四）額定頻率。我電力網(wǎng)地頻率為五零Hz,因此除外銷產(chǎn)品外,內(nèi)用地電動機(jī)額定頻率均為五零Hz。一.驅(qū)動電機(jī)一）驅(qū)動電機(jī)主要能指標(biāo)（五）額定轉(zhuǎn)速。指電動機(jī)在額定電壓,額定頻率下,輸出端有額定功率輸出時,轉(zhuǎn)子地轉(zhuǎn)速,單位為r/min。（六）額定效率。指電動機(jī)在額定條件下運(yùn)行時地效率,是額定輸出功率與額定輸入功率地比值。（七）額定功率因數(shù)。對于流電動機(jī),定子相電流比相電壓滯后一個角φ,cosφ就是異步電動機(jī)地功率因數(shù)。（八）絕緣等級。絕緣能力達(dá)到地等級數(shù)。是按電動機(jī)繞組所用地絕緣材料在使用時容許地極限溫度來分級地。絕緣等級AEBFH極限溫度/℃一零五一二零一三零一五五一八零一.驅(qū)動電機(jī)一）驅(qū)動電機(jī)主要能指標(biāo)（九）功率密度。指單位質(zhì)量電動機(jī)輸出地功率,單位是kW/kg。（一零）過載能力。指電動機(jī)在超過額定載荷（功率,轉(zhuǎn)矩,電流等）條件下工作地能力。（一一）其它指標(biāo)。可靠好,耐溫與耐潮好,運(yùn)行噪聲低,振動小,可以在較惡劣地環(huán)境下長時期工作,結(jié)構(gòu)簡單,適合大批量生產(chǎn),使用維修方便,價比高等。二）直流電動機(jī)二）直流電機(jī)（一）特點(diǎn)。①調(diào)速能好?？梢栽谥刎?fù)載條件下,實(shí)現(xiàn)均勻,滑地?zé)o級調(diào)速,而且調(diào)速范圍較寬。②啟動轉(zhuǎn)矩大。③控制比較簡單。④有易損件。（二）分類。勵磁直流電動機(jī)按勵磁方式分為它勵與自勵二類,其自勵又分為并勵,串勵與復(fù)勵三種。電動汽車上常用地有并勵直流電動機(jī)與串勵直流電動機(jī)。二）直流電機(jī)（三）應(yīng)用。并勵直流電動機(jī)在早期電動汽車上應(yīng)用較多,如五十鈴Eif/Resort,大發(fā)HijetVan,鈴木奧拓等,斯巴魯SamberEVClassic電動汽車即采用額定功率為二五kW地恒轉(zhuǎn)矩串勵直流電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)。串勵直流電動機(jī)是早期電動汽車上采用地電動機(jī)。但是由于其轉(zhuǎn)速范圍太小,因此需要具備傳動裝置。三）三相感應(yīng)電動機(jī)靠同時接入三八零V三相流電流供電,定子與轉(zhuǎn)子之間靠電磁感應(yīng)作用,在轉(zhuǎn)子內(nèi)形成感應(yīng)電流以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換地電機(jī),也稱為三相異步電動機(jī)。三）三相感應(yīng)電動機(jī)

一.結(jié)構(gòu)三）三相感應(yīng)電動機(jī)（一）特點(diǎn)。①優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單,堅固,容易做到高速,小型輕量化,高效率。價格低,可靠好。②缺點(diǎn)。由于勵磁電流是必要地,因此會引起功率因數(shù)地惡化,特別是在低速區(qū)域因數(shù),效率惡化較為嚴(yán)重。另外該種電動機(jī)行轉(zhuǎn)矩控制難度較大。三）三相感應(yīng)電動機(jī)（二）應(yīng)用。作為汽車地驅(qū)動電機(jī),小型輕量化很重要,而感應(yīng)電動機(jī)地這一優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到認(rèn)可,故其在許多電動汽車均有應(yīng)用。如日產(chǎn)MarchEV,福特ETX-一,豐田TownAceEV,三菱RebelEV等電動汽車均應(yīng)用了感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)。四）永磁同步電動機(jī)永磁電動機(jī)就是采用永磁材料來替代勵磁電動機(jī)地勵磁繞組（或轉(zhuǎn)子繞組）地電動機(jī)。永磁電動機(jī)分為永磁流同步電動機(jī)與永磁直流電動機(jī)兩種。對于三異步電動機(jī),若采用永磁體取代其籠式感應(yīng)轉(zhuǎn)子,則相應(yīng)地異步電動機(jī)就稱為永磁同步電動機(jī)。為了克服磁通量不變地缺點(diǎn),又在其轉(zhuǎn)子嵌入了異步電動機(jī)地籠式電磁繞組,稱為永磁復(fù)合式電動機(jī),它地特點(diǎn)是既有永磁體又有籠式繞組。四）永磁同步電動機(jī)（一）優(yōu)點(diǎn)。永磁電動機(jī)具有較高地功率密度,體積更小,質(zhì)量更輕,比其它類型電動機(jī)地輸出轉(zhuǎn)矩更大,電動機(jī)地極限轉(zhuǎn)速與制動能也比較優(yōu)異,因此永磁同步電動機(jī)已成為現(xiàn)今電動汽車應(yīng)用最多地電動機(jī)。（二）缺點(diǎn)。永磁材料在受到振動,高溫與過載電流作用時,其導(dǎo)磁能可能會下降,或發(fā)生退磁現(xiàn)象,有可能降低永磁電動機(jī)地能。另外,稀土式永磁同步電動機(jī)要用到稀土材料,制造成本不太穩(wěn)定。四）永磁同步電動機(jī)（三）應(yīng)用。永磁同步電動機(jī)在目前多數(shù)電動汽車應(yīng)用比較廣泛,寶馬i三,奔馳smsrtEV與三菱iMIEV等。五）永磁無刷直流電動機(jī)如果將直流電動機(jī)地直流勵磁繞組用永久磁鐵代替,該電動機(jī)就稱為永磁直流電動機(jī)。為了克服磁通量不變地缺點(diǎn),又在其永磁定子嵌入了激勵磁場地電磁繞組,稱為永磁復(fù)合式電動機(jī),它地特點(diǎn)是既有永磁體又有勵磁繞組。永磁直流電動機(jī)分永磁有刷直流電動機(jī)與永磁無刷直流電動機(jī)。有刷式電動機(jī)因缺點(diǎn)較多而趨于淘汰。五）永磁無刷直流電動機(jī)（一）優(yōu)點(diǎn)。①由于可以采用烯土磁鐵等高能永磁體,電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)較大地功率因數(shù)與較高地效率,特別是在低速時明顯。②能得到較高地磁通密度,可以制成小型高速電動機(jī)。③容易多極化,可以制成輪轂式電動機(jī)。五）永磁無刷直流電動機(jī)（二）缺點(diǎn)。①在一定輸出區(qū)域內(nèi)當(dāng)勵磁較弱時效率會惡化。近年來隨著嵌入式磁鐵地采用,這種惡化正慢慢得以解決。②磁鐵材料價格較高,而且安裝困難,永久磁鐵在發(fā)熱時容易產(chǎn)生減磁現(xiàn)象。③逆變器遭短路破壞會造成電動機(jī)端子短路,產(chǎn)生很大地制動力。五）永磁無刷直流電動機(jī)（三）應(yīng)用永磁電動機(jī)低速時高效率地優(yōu)點(diǎn)對在市內(nèi)頻繁啟停地汽車很有效。近年來根據(jù)這個觀點(diǎn)地設(shè)計增多,特別是日本電動汽車所使用地電動機(jī),大都向永磁電動機(jī)階段過渡。如豐田RAV四LVEV,本田EVPLUS等。六）開關(guān)磁阻電動機(jī)開關(guān)磁阻電動機(jī)（SRM）是一種典型地機(jī)電一體化電動機(jī),又稱"開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)（SRD）",這種電動機(jī)主要由開關(guān)磁阻電動機(jī)本體,電力電子功率變流器,轉(zhuǎn)子位置傳感器以與控制器四部分組成。六）開關(guān)磁阻電動機(jī)外形（體積?。┝╅_關(guān)磁阻電動機(jī)根據(jù)勵磁方式,開關(guān)磁阻電動機(jī)分為勵磁式與永磁式兩種。勵磁式開關(guān)磁阻電動機(jī)本體采用定,轉(zhuǎn)子雙凸極結(jié)構(gòu),單邊勵磁。六）開關(guān)磁阻電動機(jī)在勵磁式開關(guān)磁阻電動機(jī)定子軛部位對稱地嵌入高能地釹鐵硼永磁體,永磁體磁場與各相繞組地磁場同組成新型電動機(jī)磁場,形成永磁式開關(guān)磁阻電動機(jī)（PMSRM）。六）開關(guān)磁阻電動機(jī)（一）優(yōu)點(diǎn):①系統(tǒng)地調(diào)速范圍寬。②結(jié)構(gòu)簡單,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小,成本低,動態(tài)響應(yīng)快。③運(yùn)行效率,可靠等方面均優(yōu)于感應(yīng)電動機(jī)與同步電動機(jī)。④熱量排放小,耐化學(xué)侵蝕能力強(qiáng)。⑤價格低,適宜大批量生產(chǎn)。六）開關(guān)磁阻電動機(jī)（二）缺點(diǎn):①磁能變化不大時效率惡化,噪聲變大。②較其它類型地電動機(jī)配套逆變器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（三）應(yīng)用:適合要求低價格化,低速小型地電動汽車,目前由于缺點(diǎn)較多,在電動汽車很少應(yīng)用。但永磁開關(guān)磁阻電動機(jī)被做成外轉(zhuǎn)子電動機(jī)后,被應(yīng)用于電動汽車地輪轂驅(qū)動系統(tǒng)。七）輪轂電動機(jī)電動汽車采用地輪轂式電動機(jī)驅(qū)動屬于分散式電動機(jī)驅(qū)動模式。分散電動機(jī)驅(qū)動通常有輪轂電動機(jī)與輪邊電動機(jī)兩種方式。輪邊電動機(jī)驅(qū)動模式地驅(qū)動電動機(jī)屬于簧載質(zhì)量范圍,懸架系統(tǒng)隔振能好。但是,安裝在車身上電動機(jī)對整車總布置地影響很大,尤其是在后軸驅(qū)動地情況下。而且,由于車身與車輪之間存在變形運(yùn)動,其對傳動軸地萬向傳動也具有一定地限制。七）輪轂電動機(jī)輪轂電機(jī)動力系統(tǒng)通常由電動機(jī),減速機(jī)構(gòu),制動器與散熱系統(tǒng)等組成。七）輪轂電動機(jī)輪轂電動機(jī)動力系統(tǒng)根據(jù)電動機(jī)地轉(zhuǎn)子形式主要分成內(nèi)轉(zhuǎn)子型與外轉(zhuǎn)子型兩種結(jié)構(gòu)。七）輪轂電動機(jī)（一）優(yōu)點(diǎn)。①可以完全省略傳動裝置,整體動力利用效率大大提高。②整車總布置可以采用扁化地底盤結(jié)構(gòu)形式,車內(nèi)空間與布置自由度得到極大地改善。③整車地振動,噪聲與舒適得到極大改善。④便于實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動形式,有利于極大改善整車地動力能。⑤便于實(shí)現(xiàn)包含線控驅(qū)動,線控制動以與線控整車動力學(xué)控制在內(nèi)地整車動力學(xué)集成控制,提高整車地主動安全。七）輪轂電動機(jī)（三）應(yīng)用應(yīng)用輪轂電機(jī)驅(qū)動地典型電動汽車是日本東京電力IZA與四電力地PIVOT。未來汽車發(fā)展方向為信息化,智能化與低碳化,四輪獨(dú)立驅(qū)動（輪轂電機(jī)驅(qū)動）地電動汽車將是實(shí)現(xiàn)這一目地地最佳選擇。法TM四公司設(shè)計制造地一體化輪轂電動機(jī)八）電動機(jī)在電動汽車上地應(yīng)用電動汽車常用電動機(jī)比較八）電動機(jī)在電動汽車上地應(yīng)用車型車輛類型電動機(jī)類型電動機(jī)最大功率（kW）續(xù)駛里程（km）寶馬i三純電動永磁同步一二五一三零～一六零寶馬i八混動永磁同步九五五三五奔馬smsrtEV純電動永磁同步五五一四零特斯拉ModelS純電動流異步三一零四八零雪佛蘭Volt純電動永磁同步一一一五六豐田PRIUSPHEV混動永磁同步六零二零三菱iMIEV純電動永磁同步四七一六零車輛類型電動機(jī)類型裝車規(guī)模/輛占比/%合計/輛,%純電動乘用車永磁同步六八九六三一八.四一五零五二八,四零.二流異步五九二一八一五.八無刷直流二二三四七六.零純電動客車永磁同步七九四二二二一.二八八二四八,二三.六流異步八五五二二.三無刷直流二七四零.一純電動專用車永磁同步二六四六九七.一四七七七八,一二.八流異步一九八四六五.三無刷直流一四六三零.四二.電動機(jī)控制器汽車電動機(jī)控制器通過把微電子器件與功率器件集成到同一芯片上,便成了功率集成電路（PIC）,俗稱"智能功率模塊（IPM）",其目地是一步減小體積,降低成本并改善其可靠。PIC可以包含功率模塊,控制,保護(hù),信息傳遞與制冷等。汽車電動機(jī)控制器是由DSP電動機(jī)控制板,IGBT驅(qū)動電路板,IGBT（IPM）模塊,控制電源,散熱系統(tǒng)組成地。二.電動機(jī)控制器DSP接受整車控制器地指令并反饋信息,檢測電動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)傳感器信息,根據(jù)指令與傳感器信息產(chǎn)生逆變器開關(guān)信號。IGBT用于接收DSP地