电动汽车电动机设计与选择结课论文

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电动汽车毕业论文2

电动汽车毕业论文2

各种汽车已成为人类生产和生活文化娱乐活动的重要工具和设施,随着世界汽车保有量的日益增加,汽车带来的环境污染、能源短缺、资源枯竭和安全等问题一给人类造成麻烦。

为了保持国民经济可持续发展,保护人类居住环境和保障能源供给,在寻求解决的途径和办法时,各国政府和汽车行业认识到电动汽车具有良好的环保的良好性能和燃料的多样性能,发展电动汽车即可以保护环境,又可以缓解能源短缺和调整能源结构,保障能源安全。

电动汽车的研发已成为汽车行业的热点。

我国把研发电动汽车列为“863”重大科研项目,动员全国人力、物力、财力,采用官、产、学、研四位一体的研发体制,目前已取得重大阶段性成果,示范路线的运营亦获得了宝贵的技术资料和经验,并具备了EV、HEV、FEV整车生产能力。

电力助动车无论是产量、销量和保有量,都位于世界前列。

本论文概括了国内外电动汽车的现状、电动汽车在环境保护和能源结构调整中的优势、电动汽车结构类型、动力传输特点、动力源、驱动装置和控制系统原理、电动汽车存在的问题和未来的展望。

本论文在写作过程中阅读的书籍、文献、图片和资料,引用了其中的一些资料。

在此,谨向这些书籍、文献、图片和资料的作者表示衷心的感谢。

第一章电动汽车的概述-------------------------------- 1.1 电动汽车的发展-------------------------------- 1.2 电动汽车的现状-------------------------------- 1.3 电动汽车的概念及其优越性---------------------- 第二章电动汽车的分类、结构及其工作原理-------------- 2.1 电动汽车的分类-------------------------------- 2.2 纯电动汽车的结构及其工作原理------------------ 2.3 燃料电池电动汽车的结构及其工作原理------------ 2.4 混合动力汽车(HEV)----------------------------- 第三章电动汽车的电源系统---------------------------- 3.1 新型高能电池---------------------------------- 3.2 燃料电池-------------------------------------- 第四章电动汽车的动力传动系统------------------------ 4.1 电动机分类和要求------------------------------ 4.2 直流牵引电动机-------------------------------- 4.3 感应电动机------------------------------------ 4.4 永磁无刷电动机-------------------------------- 4.5 开关磁阻电动机-------------------------------- 第五章电动汽车的调速控制系统------------------------ 5.1 电动汽车驱动电机调速控制方式------------------ 5.2 电动汽车上电动机的制动控制系统----------------第六章电动汽车存在的问题--------------------------- 6.1 电动汽车的缺点------------------------------- 6.2 电动汽车发展的技术难关----------------------- 第七章对电动汽车未来发展的展望--------------------- 7.1 电动汽车研究进展---------------------------------- 7.2 电动汽车未来展望----------------------------- *参考文献第一章电动汽车的概论及其优越性第一节电动汽车的发展早在19世纪后半叶的1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。

新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文

新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文

新能源汽车电动汽车动力及控制技术设计_毕业设计论文一、内容概述电动汽车动力系统设计概述了电动汽车动力系统的基本构成和关键参数,包括电池组、电机、电控系统等主要部件的选择与配置。

对不同类型的动力系统设计方案进行比较分析,旨在选择最优设计方案以实现电动汽车的高效、稳定和可靠运行。

电池管理技术是论文的核心内容之一,主要涉及电池的充电与放电特性分析,电池的容量及寿命评估等方面。

本文重点研究如何提升电池的储能性能和安全性能,降低电池成本,以实现电动汽车的可持续发展。

电机控制技术着重探讨电机的性能优化和效率提升方法,包括电机的控制策略、调节方式以及控制算法等。

还将对电机控制技术的智能化发展进行深入探讨,以期实现电机的高效、精确控制。

智能化能量管理策略是本论文的另一个重点研究方向。

通过对电动汽车运行过程中的能量消耗进行实时监测和优化管理,实现电动汽车的能量利用效率最大化。

还将探讨如何通过智能化技术实现电动汽车的自动驾驶和智能导航等功能。

1. 背景介绍:阐述新能源汽车的发展背景,电动汽车的重要性和发展趋势。

在当前社会,新能源汽车的发展已然成为全球汽车工业的大势所趋。

面对环境污染与能源短缺的双重压力,新能源汽车作为绿色、低碳、高效的交通方式,正日益受到全球各国的重视和推动。

尤其是电动汽车,由于其零排放、高效率的特性,已然成为新能源汽车领域中的领军角色。

发展背景:随着科技的进步和社会的发展,传统燃油汽车的排放问题日益凸显,对环境的污染和对资源的消耗引起了全球的关注。

为了应对这些问题,各国政府和企业纷纷转向新能源汽车的研发和生产。

新能源汽车应运而生,它的发展不仅是汽车工业技术进步的体现,更是人类社会对环境友好、可持续发展的追求。

电动汽车的重要性:电动汽车作为新能源汽车的一种,以其独特的优势在市场上占据了重要的地位。

电动汽车具有零排放的特点,它可以有效减少尾气排放,改善空气质量。

电动汽车的能效高,能源利用率远高于传统燃油汽车。

电动汽车论文永磁同步电机设计论文

电动汽车论文永磁同步电机设计论文

电动汽车论文永磁同步电机设计论文摘要:文章首先介绍电动汽车不同运行状况对电机的要求,根据要求来确定永磁同步电机的性能参数,以满足电动汽车的要求。

根据目标参数综合分析比较后确定转子结构为内置切向式的永磁同步电机为本论文研究对象。

通过计算初步确定永磁同步电机的基本尺寸、绕组类型、定子槽型等。

最后通过解析计算得出永磁同步电机各参数初选数值。

1 电动汽车对驱动电机性能的要求电动汽车运行工况多变复杂,因此对驱动电机的性能、尺寸都有相应的要求:①在电池电量一定的情况下行驶里程是电动汽车性能的关键因素,为了提高汽车的续航里程,要求电动机能耗低、效率高。

②汽车在行驶中会走烂路低速行驶,也会走高速路高速行驶,会运行于多种不同工况之中,要求电机调速范围宽泛。

③汽车在运行中会频繁起步、加速、制动减速、爬坡等,要求电机具有较大的启动转矩,在设计中可选取较大的过载系数。

④为了增大汽车车内空间、便于电机布置同时减轻汽车重量,要求电机比功率较大、体积小、尽量采用较高的额定电压。

2 永磁同步电机总体设计电动汽车用永磁同步电机总体设计首先需要确定电机的磁路结构,选用合理的计算方法确定电机各部件的尺寸参数,基本确定出电机的原型。

2.1 转子磁路结构选择转子磁路结构对永磁同步电机的驱动性能产生很大影响,是电机设计阶段首先要考虑的问题。

隔磁桥能有效控制磁漏系数的大小,因此合理设计隔磁桥很重要[1]。

磁漏系数小电机的抗去磁能力减弱,磁漏系数大所需永磁体量就多。

因此需要对电机的磁路结构进行合理设计以满足电动汽车对驱动电机的要求。

不同的磁路结构对电机的电感参数影响很大,主要根据永磁体布置与转子位置不同分为表面置式与内置式,如图1所示。

由于永磁体内置式切向式永磁同步电机转矩输出能力比其他电机强、调速范围宽、结构紧凑、运行可靠。

因此选用该种结构形式为本课题研究对象。

2.2 永磁体材料与尺寸选择目前,永磁同步电机永磁体材料采用稀土材料钕铁硼[2],它具有很高的矫顽力和磁能积,磁能积是普通铁氧永磁体的6倍以上。

电动汽车电机选择与设计--毕业论文

电动汽车电机选择与设计--毕业论文

电动汽车电机选择与设计--毕业论文在变频电机调速控制系统中,采用电力电子变压变频器作为供电电源,供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量,对外表现为非正弦性,谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上,不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗。

这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。

同时,这些损耗绝大部分转变成热能,引起电机附加发热,导致变频电机温升的增加。

如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%~20%。

同时这些谐波磁动势与转子谐波电流合成又产生恒定的谐波电磁转矩和振动的谐波电磁转矩,恒定谐波电磁转矩的影响可以忽略,振动谐波电磁转矩会使电动机发出的转矩产生脉动,从而造成电机转速(主要是低速时)的振荡,甚至引起系统的不稳定。

谐波电流还增加了电机峰值电流,在一定的换流能力下,谐波电流降低了逆变器的负载能力。

对于变频电机,如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响,以求得系统最佳经济技术效果,是本文讨论的重点。

二、变频电机设计特点对于变频电机,其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性,如何从调速系统的总体性能指标出发,求得电机与逆变器的最佳配合,是变频电机设计的特点。

设计理论依据交流电机设计理论,供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题,设计中参数的选取应做特别的考虑。

与传统异步电机相比,一般变频电机设计有如下一些特点:1.用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调,所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性,而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。

如目前大多调速异步电动机的工作频率在5Hz~100Hz内可调,设计时要全面考虑。

2.变频电机在低速时降低供电频率,可以把最大转矩调到起动点,获得很好的起动特性,因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑,转子槽不必设计为深槽,从而可以重点进行其它方面的优化设计。

电动汽车电机选择与及设计

电动汽车电机选择与及设计

电动汽车电动汽车电机选择与设计学院:机械与车辆学院指导教师::::摘要:介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能,选择不同性能的电机满足现状电动汽车的性能、结构需要,并对电动汽车的动力驱动——轮毂电机、以及涉及动力模块上结构、功能上的设计。

关键词:电动汽车;驱动系统;轮毂电机概述全世界的汽车保有量和使用量的逐日增大,世界能源问题越来越突出,电动汽车方向逐渐出现并在汽车领域占有了一个非常重要的位置,由于传统汽车的技术成熟,人们对汽车的性能要求已经达到一个比较高的程度。

在对于电动汽车普及方面上,这是一个很大的障碍。

但是,新能源汽车的开发发展是必然的,应当冲破旧思想的束缚,大胆创新,将电动汽车的优势充分体现是如今比较重要的一步。

早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。

该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。

相对与传动汽车、单电机集中驱动的汽车,轮毂电机式电动汽车具有以下优点:(1)动力控制通过电子线控技术实现对各电动轮进行无级变速控制,以及各电动轮之间的差速要求,省略了传统汽车所需的波箱、离合器、变速器、传动轴等;在电机所安装的位置同时可见,整车的结构变得简洁、紧凑,车身高降低,可利用空间大,传动效率高。

(2)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。

(3)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。

若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。

(4)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导人线控四轮转向技术(4WS),实现车辆转向行驶高性能化,可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。

1.电动汽车基本参数参数确定1.1 该电动汽车基本参数要求,如下表:参数数值 参数 数值最大总质量(kg )1400 轮胎半径(m ) 0.33 迎风面积(㎡)2.50 传动效率 0.90 风阻系数0.33 最高车速(km/h ) 1001.2 动力性指标如下:(1)最大车速max 100a u km ≥;(2)在车速a u =60km/h 时爬坡度i ≥5%(3度);(3)在车速a u =40km/h 时爬坡度i ≥12% (6.8度);(4)原地起步至100km/h 的加速时间35t s ≤;(5)最大爬坡度i ≥12%(16度);(5)0到75km/h 加速时间25t s ≤;(6)具备2~3倍过载能力[7]。

电动汽车用永磁同步电机的设计及优化

电动汽车用永磁同步电机的设计及优化

电动汽车用永磁同步电机的设计及优化随着环保意识的不断提高,越来越多的人开始关注电动汽车。

而电动汽车的核心部件就是电动机,其中永磁同步电机因其高效率、高性能和高可靠性而备受青睐。

本文将从理论层面对永磁同步电机的设计及优化进行探讨。

我们需要了解永磁同步电机的基本原理。

永磁同步电机是一种采用永磁体作为转子磁场源的同步电机。

它通过控制定子绕组中的电流,使转子产生旋转磁场,从而实现电能向机械能的转换。

与传统的异步电机相比,永磁同步电机具有更高的效率、更低的转速波动和更好的启动性能。

要设计出一款优秀的永磁同步电机并非易事。

在实际应用中,我们需要考虑多种因素,如电机的功率密度、温升、噪音等。

为了满足这些要求,我们需要对永磁同步电机进行优化设计。

具体来说,我们可以从以下几个方面入手:一、选择合适的永磁材料永磁材料的性能直接影响到电机的性能。

目前市场上主要有两种类型的永磁材料:NdFeB和SmCo。

其中,NdFeB具有较高的能积和较高的工作温度,适用于大功率、高转速的应用;而SmCo则具有较低的能积和较低的工作温度,适用于小功率、低转速的应用。

因此,在设计永磁同步电机时,需要根据具体的应用需求选择合适的永磁材料。

二、优化定子结构定子是永磁同步电机的重要组成部分,其结构对电机的性能有着重要影响。

一般来说,定子结构包括定子绕组、定子铁芯和定子端盖等部分。

为了提高电机的效率和降低温升,我们可以采用以下几种方法优化定子结构:1. 采用高效绕组材料和工艺:例如采用铜材代替铝材以减少电阻损耗;采用真空浸渍法或热压法形成绝缘层以提高绕组的绝缘强度;采用多层绕组结构以增加导体截面积以降低电阻损耗。

2. 优化定子铁芯结构:例如采用空心式定子铁芯以减少重量;采用特殊的几何形状以提高磁场分布均匀性;采用特殊的冷却方式以降低温升。

3. 优化定子端盖结构:例如采用高强度材料以增加刚度;采用特殊的密封结构以防止进水和灰尘;采用特殊的散热结构以降低温升。

毕业设计__电动汽车电子控制系统设计论文

毕业设计__电动汽车电子控制系统设计论文

电动汽车电子控制系统设计摘要首先,根据电动汽车的特点,给出了电动汽车的设计思路,分析了城市交通的特点,提出了小型纯电动汽车的性能指标,设计了小型纯电动汽车的电气系统总体,对各个控制单元的功能进行了分析。

其次,建立了电动汽车动力系统数学模型,基于电池组输出能量与电动汽车消耗能量相等的原则,给出了电动汽车续驶里程的计算方法,并对其影响因素进行了分析,为电动汽车的研究开发提供了理论基础。

再次,探讨了电动汽车的优化设计方法,建立了整车及各个组件的数学模型和Simulink 仿真模型。

最后,基于 PLC和变频器设计了驱动控制系统的软硬件结构,该控制系统能够对电动汽车的转向、前进、倒车、停止、制动进行较为精确的控制,可以为电动汽车驱动控制器的设计提供新的参考。

关键词电动汽车, 参数优化, 系统仿真, 自动控制, 可编程控制器1 绪论纯电动汽车是以二次电池为储能载体,二次电池以铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池为主。

由于二次电池目前在储电量、充放电性能、使用寿命、成本等方面无法与内燃机相比,因此近一时期以来,研究进展不大,大多数研究单位已将研究目标转为混合动力汽车。

续驶里程有限:目前市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100~300km,且这个数字通常还需要保持适当的行驶速度及具有良好的电池管理系统才能得到保证,而绝大多数电动汽车在一般行驶环境下的续驶里程只有50~100km。

比起传统燃油汽车而言,电动汽车的较短续驶里程成为其致命的弱点。

成本过高:目前各式电动汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢基础上改装而成的,即将发动机、油箱等系统全数拆下,然后装上电机、电池等相关配套设备就形成电动汽车。

电池、电机及其控制器技术复杂,其成本太高,另外也由于采用一系列新材料、新技术,致使电动汽车的造价居高不下。

蓄电池性能难以满足要求:电动汽车使用的普通蓄电池的寿命最多为4年,与燃油汽车的寿命相比太短。

若采用动力足、寿命较长的电池,其成本较高。

电动汽车论文总结范文

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摘要:随着全球能源危机和环境问题的日益凸显,电动汽车作为一种绿色、环保的交通工具,受到了广泛关注。

本文对电动汽车技术发展现状进行总结,并对未来发展趋势进行展望。

一、电动汽车技术发展现状1. 电池技术电动汽车的核心技术之一是电池技术。

目前,电动汽车主要采用锂离子电池、镍氢电池和燃料电池等。

锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点,成为电动汽车电池的主流选择。

然而,锂离子电池仍存在成本高、安全性等问题。

未来,电池技术的研究方向主要集中在提高能量密度、降低成本、提升安全性能等方面。

2. 电机及驱动技术电动汽车的电机及驱动技术是保证车辆动力性能的关键。

目前,电动汽车主要采用永磁同步电机和感应电机。

永磁同步电机具有高效、轻量化、高功率密度等优点,已成为电动汽车电机的主流选择。

驱动技术方面,目前主要采用交流异步电机驱动和永磁同步电机驱动两种方式。

未来,电机及驱动技术的研究方向主要集中在提高效率、降低噪音、减小体积和重量等方面。

3. 能量管理技术能量管理技术是电动汽车的关键技术之一,它关系到电动汽车的续航里程、充电效率和电池寿命等。

目前,能量管理技术主要包括电池管理系统(BMS)、电机控制器和整车能量管理系统等。

未来,能量管理技术的研究方向主要集中在提高电池使用寿命、降低能耗、优化充电策略等方面。

4. 充电技术充电技术是电动汽车推广应用的重要保障。

目前,电动汽车主要采用慢充和快充两种充电方式。

慢充充电时间长,适用于夜间充电;快充充电速度快,适用于临时充电。

未来,充电技术的研究方向主要集中在提高充电效率、缩短充电时间、降低充电成本等方面。

二、电动汽车技术发展趋势1. 电池技术:未来电动汽车电池技术将朝着高能量密度、低成本、长寿命、安全可靠的方向发展。

新型电池材料、电池结构设计、电池管理系统等方面将得到进一步优化。

2. 电机及驱动技术:电机及驱动技术将朝着高效、轻量化、小型化的方向发展。

新型电机材料、电机结构设计、驱动控制策略等方面将得到突破。

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电动汽车电动汽车电动汽车电机选择与设计学院:机械与车辆学院指导教师: 宋长森专业: 08车辆工程时间:2011.5.23-27姓名:何蔚明学号:************中国·珠海电动汽车电机选择与设计何蔚明 080403021023(北京理工大学珠海学院机械与车辆工程学院,广东珠海)摘要:介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能,选择不同性能的电机满足现状电动汽车的性能、结构需要,并对电动汽车的动力驱动——轮毂电机、以及涉及动力模块上结构、功能上的设计。

关键词:电动汽车;驱动系统;轮毂电机概述全世界的汽车保有量和使用量的逐日增大,世界能源问题越来越突出,电动汽车方向逐渐出现并在汽车领域占有了一个非常重要的位置,由于传统汽车的技术成熟,人们对汽车的性能要求已经达到一个比较高的程度。

在对于电动汽车普及方面上,这是一个很大的障碍。

但是,新能源汽车的开发发展是必然的,应当冲破旧思想的束缚,大胆创新,将电动汽车的优势充分体现是如今比较重要的一步。

早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。

该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。

相对与传动汽车、单电机集中驱动的汽车,轮毂电机式电动汽车具有以下优点:(1)动力控制通过电子线控技术实现对各电动轮进行无级变速控制,以及各电动轮之间的差速要求,省略了传统汽车所需的波箱、离合器、变速器、传动轴等;在电机所安装的位置同时可见,整车的结构变得简洁、紧凑,车身高降低,可利用空间大,传动效率高。

(2)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。

(3)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。

若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。

(4)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导人线控四轮转向技术(4WS),实现车辆转向行驶高性能化,可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。

1.电动汽车基本参数参数确定1.1 该电动汽车基本参数要求,如下表:参数数值 参数 数值最大总质量(kg )1400 轮胎半径(m ) 0.33 迎风面积(㎡)2.50 传动效率 0.90 风阻系数0.33 最高车速(km/h ) 1001.2 动力性指标如下:(1)最大车速max 100a u km ≥;(2)在车速a u =60km/h 时爬坡度i ≥5%(3度);(3)在车速a u =40km/h 时爬坡度i ≥12% (6.8度);(4)原地起步至100km/h 的加速时间35t s ≤;(5)最大爬坡度max 28%i ≥(16度);(5)0到75km/h 加速时间25t s ≤;(6)具备2~3倍过载能力[7]。

2.电机参数设计一般来说,电动汽车整车动力性能指标中最高车速对应的是持续工作区,即电动机的额定功率;而最大爬坡度和全力加速时间对应的是短时工作区(1~5min),即电动机的峰值功率。

2.1 以最高车速确定电机额定功率根据虽高车速计算电机功率时,不考虑加速阻力和坡道阻力,电机功率N P 应满足:2maxmax 360021.15a D a N T u C A u P m g f η⎛⎫⋅⋅=⋅⋅⋅+ ⎪⎝⎭ (1)20(1/19400)a f f u =+ (2)式中:N P ——电机输出功率,kw ;T η——传动系效率,取0.9;m ——最大车重,取1400kg;0f ——滚动摩擦系数,取0.014;D C ——风阻系数,取0.33;A ——迎风面积,取2.50㎡;max a u ——最高车速,取100km/h 。

根据(1)(2)式,可以计算出满足最高车速时,电机输出额定功率为21.023kw[3]。

2.2 根据要求车速的爬坡度计算()sin 3600a f w N T u F F G P αη⋅++=(3)根据公式(4),其中在车速a u =60km/h 时爬坡度i ≥5%可得: ()20.014160/1940014009.8cos 3227.4f F =⨯+⨯⨯⨯=(N ) 20.33 2.560140.421.15w F ⨯⨯==(N )()140.4277.414009.80.0526020.9536000.9N P ++⨯⨯⨯==⨯(kw )根据公式(4),其中在车速a u =40km/h 时爬坡度i ≥12%可得: ()20.014140/1940014009.8cos 12203.38f F =⨯+⨯⨯⨯=(N ) 20.33 2.54062.4121.15w F ⨯⨯==(N )()62.41203.3814009.80.1184023.30736000.9N P ++⨯⨯⨯==⨯(kw )根据(4)式,可以计算出满足车速为60km/h 时,爬坡度为5%,电机输出额定功率为20.95kw ,满足车速为40km/h 时,爬坡度为12%,电机输出额定功率为23.307kw[3][5]。

2.3 根据最大爬坡度确定电机的额定功率根据公式(4),其中在车速a u =20km/h 时爬坡度i ≥28%(16度)可得:()20.014120/1940014009.8cos 16188.395f F =⨯+⨯⨯⨯=(N ) 20.33 2.52015.60221.15w F ⨯⨯==(N )()188.39515.60214009.80.2762024.63436000.9N P ++⨯⨯⨯==⨯(kw )根据(4)式,可以计算出满足车速为20km/h 时,爬坡度为28%,电机输出额定功率为24.634kw ,在这里假定额定功率为25kw 。

2.4 根据额定功率来确定电机的最大功率电机的最大功率可以由下式计算得出:max N P P λ=⨯ (4)式中:max P ——电机最大功率,kw ; λ——电机过载系数,一般取2~3。

根据式(3),可计算得max P =50~75kw ,所以初步假设电机的峰值功率为75kw 。

由于选用的是轮毂电机,所以每个电机设定为:峰值功率20kw ,额定功率为10kw[5]。

2.5 电机额定转速和转速的选择对电机本身而言,额定功率相同的电机额定转速越高,体积越小,质量越轻,造价越低;而且电机功率恒定时,随着电机额定转速和最高转速的增加,电机的最大转矩会减小,从而避免造成转矩过太的不利影响。

因此.选择高速电机是比较有利的。

但当电机转速超过一定程度后,其转矩降低幅度明显减小.因此,电机最高转速过高时,将导致电机及减速装置的制造成本增加。

电机转速的选择既要考虑负载的要求.又要考虑电机与传动机构的经济性等固素。

综合上述各种因素,由于选用轮毂电机,根据车用驱动电机的特点井参考其他电动车辆上采用的电机,选定电机的额定转速为2000r/min ,最高转速为3000r/min 。

max max max 1955095509550N N N N NN T n T n P T n P P λ⨯⨯⨯==⨯=⨯(5)式中:max T ——电机的最大转矩,N ·m ;NT ——电机的额定转矩,N ·m ; N n ——电机的额定转速,r/min 。

通过式(5),可算出电机的最大转矩为:max T =143.25N ·m ,额定转矩为:N T =47.75N ·m[1]。

3.传动系最大传动比的设计(1)0i 的选择首先应满足车辆最高行驶速度要求, 由最高车速max a u 与电机最高转速max n 确定传动比的上限。

根据公式:max 0max 0.377a n ri u ≤ (6)得:0i ≤3.732(2)由电机的最高转速对应的最大输出转矩max T 和最高车速对应的行驶阻力max F 确定速比的下限值:max 0max T F r i T η⋅≥⋅ (7)由前面的计算可得:max f w F F F =+=681.16(N )最大输出转矩max T =143.25(N ·m )max 0max 1.743T F r i T η⋅≥=⋅(3)由电机最大输出转矩和最大爬坡度对应行驶阻力确定0i 。

根据公式:max 0max T F ri T αη⋅≥⋅ (8)max (sin )F G fcos ααα=+=203.997(N )最大输出转矩max T =143.25(N ·m )max 0max 0.522T F r i T αη⋅≥=⋅由以上的计算我们选定一个合适的减速比0i =3.4[1]。

4.电机的种类与性能分析4.1 直流电动机有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。

具有交流电机不可比拟的优良控制特性。

在早期开发的电动汽车上多采用直流电动机,即使到现在,还有一些电动汽车上仍使用直流电动机来驱动。

但由于存在电刷和机械换向器,不但限制了电机过载能力与速度的进一步提高,而且如果长时间运行,势必要经常维护和更换电刷和换向器。

另外,由于损耗存在于转子上,使得散热困难,限制了电机转矩质量比的进一步提高。

鉴于直流电动机存在以上缺陷,在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机4.2交流三相感应电动机交流三相感应电动机的基本性能交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。

其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。

结构简单,运行可靠,经久耐用。

交流感应电动机的功率覆盖面很宽广,转速达到12000~15000r/min。

可采用空气冷却或液体冷却方式,冷却自由度高。

对环境的适应性好,并能够实现再生反馈制动。

与同样功率的直流电动机相比较,效率较高,质量减轻一半左右,价格便宜,维修方便。

4.3 永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机的基本性能永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。

它的最大特点就是具有直流电动机的外特性而没有刷组成的机械接触结构。

加之,它采用永磁体转子,没有励磁损耗:发热的电枢绕组又装在外面的定子上,散热容易,因此,永磁无刷直流电动机没有换向火花,没有无线电干扰,寿命长,运行可靠,维修简便。

此外,它的转速不受机械换向的限制,如果采用空气轴承或磁悬浮轴承,可以在每分钟高达几十万转运行。

永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率,在电动汽车中有着很好的应用前景。

永磁无刷直流电动机的不足永磁无刷直流电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永磁无刷直流电动机的功率范围较小,最大功率仅几十千瓦。

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降或发生退磁现象,将降低永磁电动机的性能,严重时还会损坏电动机,在使用中必须严格控制,使其不发生过载。

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