电动汽车驱动电机的设计与选型
纯电动轻型商用车驱动电机与动力电池选型

纯电动轻型商用车驱动电机与动力电池选型随着传统燃油交通逐渐被电动车所取代,纯电动轻型商用车的发展也成为了趋势。
在纯电动轻型商用车的设计中,驱动电机和动力电池是两个非常重要的元素,这对于车辆的性能和续航里程有着至关重要的影响。
接下来将针对如何选型适合的驱动电机和动力电池进行详细介绍。
首先是驱动电机的选型。
驱动电机的选择,首先需要考虑的是车辆的使用目的和要求。
通常来说,轻型商用车需要较高的动力输出和较高的扭矩,而运行速度则不像普通私家车那么高。
因此,可以考虑选择面向轻型商用车领域的交流异步电机或交流同步电机。
这两类电机都具有输出扭矩大、负载能力强、转速稳定等优点,可以满足商用车大多数的需要。
其次是动力电池的选型。
动力电池对纯电动轻型商用车的续航里程和性能有着决定性的影响。
动力电池的选择应该考虑到车辆的距离、载荷和使用范围,以保证车辆能够满足需求。
常见的动力电池种类有磷酸铁锂电池、镍钴铝酸锂电池和三元锂电池。
其中,三元锂电池是最常用的种类。
其主要优点是具有高容量、高安全性能、长寿命等特点。
如果需要更高的续航里程,可以考虑使用高密度三元锂电池。
总之,纯电动轻型商用车的驱动电机和动力电池的选型需要根据车辆使用的实际需求来进行选择。
驱动电机应具有高扭矩、低噪音和智能控制等特点,动力电池则应考虑到容量、稳定性和安全特性等因素。
通过合理选择和搭配,可以让纯电动轻型商用车运行效率更高、能耗更低、性能更强、使用寿命更长。
为了更好地说明纯电动轻型商用车中驱动电机和动力电池的选型,我们可以看一下一些相关数据并进行分析。
首先是驱动电机。
对于纯电动车辆来说,驱动电机的输出功率和扭矩对于车辆的性能和加速能力有着很大的影响。
以比亚迪T3轻型商用车的驱动电机为例。
该车辆采用的是一种60kW交流异步电机,输出最大扭矩320N.m。
这种电机具有可靠性高、安全性好、维护成本低等优点,可以满足商用车辆的大多数需求。
其配合电动汽车的电子驱动系统,可以实现精准的节能控制,有效提升了车辆的动力和效率。
驱动小车电机选型计算公式

驱动小车电机选型计算公式在设计和制造小车时,选择合适的电机是非常重要的。
电机的选型直接影响到小车的性能和效率。
因此,我们需要根据小车的需求和条件来计算电机的选型。
下面将介绍驱动小车电机选型计算公式,以便更好地选择合适的电机。
一、小车电机选型的基本参数。
在选型电机之前,我们需要了解小车的基本参数,包括小车的质量m(kg)、最大速度v(m/s)、最大爬坡角度θ(°)、最大扭矩T(N·m)等。
这些参数将直接影响到电机的选型。
二、电机功率的计算公式。
电机的功率P(W)可以通过以下公式来计算:P = Tω。
其中,T为电机的扭矩(N·m),ω为电机的转速(rad/s)。
在实际应用中,通常会将功率单位转换为千瓦(kW),因此上述公式可以改写为:P(kW)= T(N·m)×ω(rad/s)/1000。
三、电机转速的计算公式。
电机的转速ω(rad/s)可以通过以下公式来计算:ω = 2πn/60。
其中,n为电机的转速(rpm)。
在实际应用中,通常会将转速单位转换为弧度每秒(rad/s),因此上述公式可以改写为:ω(rad/s)= 2πn/60。
四、电机扭矩的计算公式。
电机的扭矩T(N·m)可以通过以下公式来计算:T = F×r。
其中,F为电机的输出力(N),r为电机的半径(m)。
在实际应用中,通常会将扭矩单位转换为牛顿米(N·m),因此上述公式可以改写为:T(N·m)= F(N)× r(m)。
五、小车电机选型的计算方法。
1. 计算所需功率。
首先,根据小车的质量m和最大速度v,可以计算出小车的最大动力需求。
动力需求可以通过以下公式来计算:P = 0.5mv^2。
2. 计算所需扭矩。
其次,根据小车的最大爬坡角度θ,可以计算出小车爬坡时所需的最大扭矩。
扭矩需求可以通过以下公式来计算:T = mgsinθ。
其中,g为重力加速度(m/s^2)。
新能源汽车电机驱动技术的优化设计与控制

新能源汽车电机驱动技术的优化设计与控制随着全球环境问题的日益严重以及对石油资源的依赖减少的需求,新能源汽车作为可持续发展的出行方式备受关注。
而电机驱动技术作为新能源汽车的核心技术之一,对车辆性能、能源利用效率以及驾驶体验等方面具有重要影响。
因此,对新能源汽车电机驱动技术的优化设计与控制具有重要意义。
一、优化设计1. 电机选型:电机选型是电机驱动系统设计的关键步骤。
在选型时,需要考虑驱动系统的功率需求、扭矩需求、效率以及电机的体积、重量、成本等因素。
根据车辆使用场景和驱动系统的要求,选择合适的电机类型,如异步电机、同步电机或永磁同步电机等。
2. 电机布置:电机布置对电机及整个驱动系统的性能具有重要影响。
合理的电机布置可以提高电机的散热性能,减少传动损耗,改善车辆的操控性能等。
在电机布置时,需要考虑电机的安装空间、散热条件、传动布置等因素,以实现最佳的设计效果。
3. 型号参数优化:在电机的设计阶段,还需要对电机的型号参数进行优化。
通过数值模拟和优化方法,可以得出最合适的电机结构参数,如线圈匝数、永磁体材料、定子和转子的几何形状等。
这些优化可以提高电机的功率密度、效率和稳定性,进而提升整个驱动系统的性能。
4. 系统集成:优化设计还需要考虑到整个驱动系统的集成问题。
这包括电机控制器、电源管理系统、电池组等的集成设计。
通过合理的系统设计,可以提高整个驱动系统的性能,并降低产品的成本和体积。
二、控制优化1. 功率控制:电机的功率控制是电机驱动系统的关键环节。
优化的功率控制算法可以提高电机的运行效率,减少能量损耗。
常用的功率控制方法包括电流控制、速度控制和扭矩控制,并结合最优调节算法,使电机在不同工况下能够得到最佳的控制效果。
2. 车辆动力分配:对于多电机驱动系统,车辆动力分配是一项重要的技术。
通过合理的动力分配策略,可以实现车轮扭矩的精确分配,提高车辆的操控性能、安全性和能量利用效率。
3. 能量回馈与回收:新能源汽车电机系统具有能量回馈与回收的特性。
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。
汽车用驱动电机的特点和选型方法

汽车用驱动电机的特点和选型方法总结和个人的一些见解。
2各类车用驱动电机的特点从汽车应用角度来说主要关注电机的效率、调速范围、功率密度和控制性能等特征。
约束驱动电机的主要指标是汽车的加速能力、最高时速、最大行驶里程。
a、驱动汽车的电机特性(1)驱动电机转矩控制的动态性能要求较高;(2)要求保持较高的运行效率,同时要求调速范围尽量大;(3)驱动性能好,还要兼顾发电机的功能,且要求发电效率高;(4)要求驱动電机重量轻、体积小。
b、目前电动汽车常用驱动电机比较注:表中性能从高到底的符号依次为:◎、○、□从高效率区来讲,表现出来的结果是永磁同步电机高效率区更宽,这也和电机的本身原理是有关系。
像交流异步电机转子一定要励磁,就会损失一部分的能量,永磁电机因为转子永磁体本身可以产生磁场,使得效率占优。
对于开关磁阻电机来说,转子上没有永磁体,也不需要感应,完全靠磁阻的变化,所以效率比永磁电机来说更低一些。
作为电动汽车驱动电机使用,直流电机和永磁式电机在结构和面对复杂的工作环境适应性太差,很容易发生机械和退磁的故障。
开关磁阻电机应用到电动汽车是必然的趋势。
3.电机参数的选择驱动电机选型主要参考的参数为:最大转矩,峰值功率,额定功率,最高转速,基速。
在驱动电机选型时,确定峰值功率的决定性因素是百公里加速时间,确定最大转矩的决定性因素是最大爬坡度。
3.1驱动电机的额定功率选择汽车行驶的方程式为[9]:(1)其中,Ttq/Nm为电机转矩,nt为传动系统效率,i为当前挡位的总传动比,ua/(km/h)为车速,g为重力加速度,α/°为爬坡角度,最大质量m/kg、迎风面积A/m2、空气阻力系数CD、车轮滚动半径r/m。
电动汽车需要满足上述力的相互平衡,同时满足功率的平衡。
驱动电机的额定功率应当满足纯电动汽车对最高速度的要求。
考虑到驱动电机有一定过载能力,可以代入90%最高速度计算额定功率[8]。
即额定功率须满足:(2)其中uma某/(km/h)为持续最高车速。
一辆纯电动汽车的驱动电机应该如何选择?有哪些方面需要考虑?

一辆纯电动汽车的驱动电机应该如何选择?有哪些方面需要考
虑?
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你好,现在电动汽车上的电动机主要有以下几类电机种类:有换向器的直流电动机;无换向器直流电动机中的感应电动机(异步电机)、永磁电动机、开关磁阻电动机。
下图是这几种电机的性能特点。
在目前所用的电动机驱动系统中,直流电机虽然具有良好的控制特性,但由于其自身固有的缺陷,在电动汽车中用的越来越少。
采用鼠笼式感应电动机结构简单,运行可靠,大量应用在电动汽车中,但功率密度和效率一般。
开关磁阻电机结构更为简单,转矩惯量比也较高,但由于力矩波动及噪声过大,在电动汽车上用得还不普遍。
永磁无刷电动机具有最高的效率、转矩惯量比,在电动汽车中得到了较广泛的应用。
因为汽车使用工况比较复杂,所以电动汽车对电机的要求比较高,
主要的基本要求有如下几点:
(1)较大范围的调速性能。
(2)高效率,低损耗。
(3)在车辆减速时实现制动能量回收并反馈蓄电池。
(4)电动机的质量、各种控制装置的质量和冷却系统的质量等尽可能小。
(5)对电气系统安全性和控制系统的安全性,都必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制的安全性能的标准和规定,装置高压保护设备。
(6)可靠性好,耐温和耐湿性能强,能够在较恶劣的环境下长期工作。
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新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析

新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析新能源汽车驱动电机主要分为三类:直流无刷电机(BLDC)、感应电机和永磁同步电机(PMSM)。
1. 直流无刷电机:直流无刷电机采用稀土磁材料,具有体积小、功率密度高、启动转矩大等优点。
它的控制简单、成本较低,适用于小型和中型的电动汽车。
但直流无刷电机存在换向损耗、转速范围局限等问题,且转矩-速度特性难以控制。
2. 感应电机:感应电机具有结构简单、可靠性高的特点。
它采用感应转子,没有永磁体,无需传感器,维护成本低。
感应电机适用于大型电动汽车,但在低转速和高转速区域有不理想的性能,且对电机控制要求较高。
3. 永磁同步电机:永磁同步电机采用永磁体作为励磁源,具有高效率、高能量密度和大启动转矩等优点。
它的控制复杂,需要较高的电机控制算法和精确的转子位置传感器。
永磁同步电机适用于中型和大型电动汽车,但永磁体的价格较高,且在高温环境下容易磁化损耗。
不同类型的驱动电机在优缺点和技术发展路线上有所不同:- 直流无刷电机的优点是体积小、功率密度高,但其换向损耗较大,转速范围相对有限。
- 感应电机的优点是结构简单、可靠性高,但在低速和高速性能不理想,电机控制要求较高。
- 永磁同步电机的优点是高效率、高能量密度和大启动转矩,但缺点是控制复杂,需要较高的电机控制算法和精确的转子位置传感器。
在技术发展路线上,目前的趋势是发展高效、轻量化的驱动电机,提高电机的功率密度,同时降低成本。
同时,新材料和新工艺的开发也是一个重要方向,以提高电机的热稳定性和可靠性。
此外,电机控制算法和系统集成技术的不断提升也是未来的发展方向,以实现更精确和高效的电机控制。
总体而言,新能源汽车驱动电机的发展主要集中在提高性能、降低成本和提高可靠性方面。
纯电动汽车驱动系统选型及仿真研究

纯电动汽车驱动系统选型及仿真研究一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重,纯电动汽车作为一种环保、节能的交通工具,正逐渐受到人们的青睐。
然而,纯电动汽车驱动系统的选型及其性能优化是一个复杂而关键的问题。
本文旨在深入研究纯电动汽车驱动系统的选型原则、影响因素及优化方法,并通过仿真分析验证所选驱动系统的性能表现。
文章将概述纯电动汽车驱动系统的发展历程和现状,分析不同驱动系统的优缺点及适用范围。
在此基础上,提出驱动系统选型的基本原则,包括动力性、经济性、可靠性和环保性等方面的要求。
文章将详细分析影响驱动系统选型的关键因素,如电池性能、电机类型、控制系统等。
通过对这些因素的综合考虑,建立起一套完整的驱动系统选型评价体系,为实际选型提供科学依据。
文章将利用仿真软件对所选驱动系统进行性能仿真分析。
通过模拟不同工况下的车辆行驶状态,评估驱动系统的动力性、经济性等指标,为驱动系统的优化改进提供数据支持。
本文的研究成果将为纯电动汽车驱动系统的选型及性能优化提供有力支持,为推动纯电动汽车的广泛应用和产业发展提供有益参考。
二、纯电动汽车驱动系统概述纯电动汽车(Battery Electric Vehicle,BEV)作为新能源汽车的一种,其驱动系统是其核心组成部分,直接影响到车辆的性能、效率和安全性。
纯电动汽车的驱动系统主要由电机、控制器、电池和传动机构等组成,其中电机作为动力源,负责将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
电机的选型是纯电动汽车驱动系统设计的关键。
目前,常用的电机类型主要包括直流电机、交流异步电机、交流同步电机和开关磁阻电机等。
其中,交流同步电机和开关磁阻电机因其高效率和宽调速范围等特点,在纯电动汽车领域得到了广泛应用。
同时,随着电机控制技术的发展,电机的控制策略也日趋成熟,如矢量控制、直接转矩控制等,为电机的优化运行提供了有力支持。
控制器作为驱动系统的“大脑”,负责接收车辆的各种信号,如加速踏板信号、制动踏板信号、车速信号等,并根据这些信号控制电机的运行状态。
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电动汽车驱动电机的设计与选型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。
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: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。
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。
底盘结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。
若能将底盘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。
若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术(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。
(说起来很轻松,但是如果真正实现起来,上面那段话恐怕十年之内都没办法产业化,比如机电复合制动,比如制动能量回馈,原理不难,难的是在技术、成本、产业、供应商等等条件都成熟起来之后......)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:1.2 动力性指标如下:最大车速X;在车速=60km/h时爬坡度5%(3度);在车速=40km/h时爬坡度12% (6.8度);原地起步至100km/h的加速时间;最大爬坡度(16度);0到75km/h加速时间;具备2~3倍过载能力。
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,电机功率应满足:式中:电机输出功率,kw;传动系效率,取0.9;最大车重,取1400kg;滚动摩擦系数,取0.014;风阻系数,取0.33;迎风面积,取2.50㎡;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根据公式(4),其中在车速=60km/h时爬坡度5%可得:根据公式(4),其中在车速=40km/h时爬坡度12%可得: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=20km/h时爬坡度28%(16度)可得: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:式中:——电机最大功率,kw;——电机过载系数,一般取2~3。
根据式(3),可计算得=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。
式中:——电机的最大转矩,N·m;——电机的额定转矩,N·m;——电机的额定转速,r/min。
通过式(5),可算出电机的最大转矩为:=143.25N·m,额定转矩为:=47.75N·m[1]。
3.传动系最大传动比的设计(1)的选择首先应满足车辆最高行驶速度要求, 由最高车速与电机最高转速确定传动比的上限。
根据公式:得:3.732(2)由电机的最高转速对应的最大输出转矩和最高车速对应的行驶阻力确定速比的下限值:由前面的计算可得:681.16(N)最大输出转矩143.25(N·m)(3)由电机最大输出转矩和最大爬坡度对应行驶阻力确定。
根据公式:203.997(N)最大输出转矩143.25(N·m)由以上的计算我们选定一个合适的减速比=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。
永磁无刷直流电动机在恒功率模式下,操纵复杂,需要一套复杂的控制系统,从而使得永磁无刷直流电动机的驱动系统造价很高4.4 开关磁阻电动机开关磁阻电动机的基本性能开关磁阻电动机是一种新型电动机,该系统具有很多明显的特点:它的结构比其它任何一种电动机都要简单,在电动机的转子上没有滑环、绕组和永磁体等,只是在定子上有简单的集中绕组,绕组的端部较短,没有相间跨接线,维护修理容易。
因而可靠性好,转速可达15000 r/min。
效率可达85%~93%,比交流感应电动机要高。
损耗主要在定子,电机易于冷却;转子元永磁体,调速范围宽,控制灵活,易于实现各种特殊要求的转矩一速度特性,而且在很广的范围内保持高效率。
更加适合电动汽车动力性能要求。
开关磁阻电动机的不足开关磁阻电动机的控制系统比其他电动机的控制系统复杂一些,位置检测器是开关磁阻电动机的关键器件,其性能对开关磁阻电动机的控制操作有重要影响。
由于开关磁阻电动机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声是开关磁阻电动机最主要的缺点。
但近年来的研究表明,采用合理的设计、制造和控制技术,开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好的抑制。
另外,由于开关磁阻电动机输出转矩波动较大,功率变换器的直流电流波动也较大,所以在直流母线上需要装置一个很大的滤波电容器。
5.电机的选择电动汽车采用的备种驱动电动机性能比较电动汽车在不同的历史时期采用了不同的电动是采用了控制性能最好和成本较低的直流电动机。
随着电机技术、机械制造技术、电力电子技术和自动控制技术的不断发展,交流电动机。
永磁元刷直流电动机和开关磁阻电动机显示出比直流电动机更加优越的性能,在电动汽车上,这些电动机逐步取代了直流电动机。
表1为现代电动汽车所采用的各种电动机的基本性能比较。
目前交动机、永磁电动机和开关磁阻电动机以及它们的控制装置,成本还比较高,形成批量生产以后,这些电动机和单元控制装置的价格会迅速降低,将能够满足经济效益的要求,并使电动汽车整车价格降低[4]。
经比较,该车选用轮毂式电动轿车开关磁阻电机(专利号:2),数量为4个,具体参数如下,表2:表2 计算和最终确定电机参数6.电机其他选择与设计电机是纯电动车(EV)最为重要的部分之一,但由于轮毂所处的部位同时是比较恶劣的地方,所以轮毂电机的电动汽车设计中也需特殊设计。
6.1 电机形状位置设计轮毂电机位于车轮,该车采用轮胎型号:215/65 R16;则根据公式:自由半径汽车车轮的自由半径r=(215*65%*2+16*25.4)/2=0.343m根据公式:滚动半径其中,F为计算常数,子午轮胎F=3.05,d为轮胎的自由直径。
所以车轮半径=(3.05×2r)/2π=0.333m。
6.2 电机冷却设计在传统电动机一般风冷便可以达到电机冷却效果,但是电动汽车的电机是整个汽车动力的来源,由上面数据可知轮毂电机最大功率可达20kw,所以,我选择水冷方式对轮毂电机冷却。
电机密封表面与水套连接,电机部分整体浸在冷却液中,电机发热大部位有凸出的散热片,电机旋转同时,散热片对冷却液压缩驱动,代替汽车水泵。
原理图如下:图1 轮毂电机水冷设计简图本设计包括左轮毂架、右轮毂架、箱体、外转子电机、轴、车轮和制动器,左轮毂架和右轮毂架与箱体相对固定连接,电机定子与轴之间的空腔内设置内冷却水箱,内冷却水箱固定设置在箱体内,电机定子紧密贴合固定套在内冷却水箱的外壳上;还包括外冷却水箱,外冷却水箱设置于电机外圆周,外冷却水箱和内冷却水箱之间通过至少一条通道连通。