纯电动汽车的驱动电机系统详解
纯电动汽车电驱动系统的分类
纯电动汽车驱动技术浅析三部曲—中篇纯电动汽车电驱动系统的分类围绕纯电动汽车驱动技术三部曲，笔者在梳理新能源动力总成开发过程中的关键技术，为动力总成的设计和测试生产提供理论基础和参考。
计划分为3个篇章来分析纯电动汽车动力总成中电驱动关键技术，今天围绕纯电动汽车的电驱系统的分类进行介绍。
电机驱动系统定义根据车辆动力电池状态和整车动力需求，把车载储能或发电装置输出的电能转成机械能，并通过传动装置将能量传递到驱动轮，并在车辆制动时把部分车辆机械能转化成电能回馈到储能装置中。
电机驱动系统分类按照电驱动系统不同分为以下三类：纯电动汽车，油电混合式电车，插电混合式电车。
1. 纯电动汽车按照电机不同可以分为以下四类：单电机驱动系统，双电机驱动系统，轮毂电机驱动系统和轮边电机驱动系统。
● 单电机驱动系统工作原理特点：电机替代发动机，保持原有的变速箱、机械传动不变。
优点：结构简单、技术含量低、整车改动小、可靠性高、成本低。
● 双电机驱动系统工作原理特点：双侧电机独立驱动，取消了变速箱、机械传动轴、机械差速器。
优点：结构简单、动力由电缆实现柔性连接，布置灵活，有效利用空间。
● 轮毂电机驱动系统工作原理优点：轮毂电机具有高效、节能、轻量化、小型化等优点，电动汽车终极解决方案。
轮毂电机将动力、传动、制动整合到轮毂内，变中央驱动为分布式驱动，省掉 了变速器、传动轴、差速器，减少80%的传动部件、减轻30%自身重量。
● 轮边电机驱动系统特点：双侧电机独立驱动、电机在轮毂外侧、电机通过减速器驱动车轮。
优点：结构简单、有效利用了轮边空间、适合重型大扭矩车辆。
2. 油电式混合动力汽车按照布置形式不同可以分为串联式，并联式和混联式动力汽车。
● 串联式混合动力汽车特点：机械功率流和电功率流串联、纯电驱动车轮，增加了制动能量回收利用功能。
优点：功率流简单、能量管理方便、节能。
缺点：系统不紧凑，技术含量低。
已经被淘汰。
● 并联式混合动力● 混联式混合动力目前常用形式，适用于4×4轮式混合动力，优势明显。
简述纯电动汽车驱动系统的组成
简述纯电动汽车驱动系统的组成纯电动汽车驱动系统是指由电动机、电池组、电控系统和传动装置等组成的系统，用于提供动力和驱动纯电动汽车行驶。
1. 电动机电动机是纯电动汽车驱动系统的核心部件，负责将电能转化为机械能，驱动车辆前进。
电动汽车常用的电动机有直流电动机和交流电动机两种。
直流电动机具有结构简单、转速范围广、起动扭矩大等特点，而交流电动机则具有效率高、控制方便等优势。
2. 电池组电池组是纯电动汽车的能量存储装置，负责储存电能以供电动机使用。
电池组的类型多样，常见的有锂离子电池、镍氢电池和钠离子电池等。
锂离子电池具有能量密度高、重量轻、寿命长等优点，因此被广泛应用于纯电动汽车。
3. 电控系统电控系统是纯电动汽车驱动系统的控制中枢，负责对电动机和电池组进行控制和调节。
电控系统包括电控器、传感器、控制算法等组成。
电控系统可以根据车辆的需求，控制电动机的转速、扭矩和能量输出等参数，以实现车辆的动力和能耗控制。
4. 传动装置传动装置是将电动机的动力传输到车轮上的装置。
传动装置通常由减速器和差速器组成。
减速器用于降低电动机的转速，并提供足够的扭矩输出；差速器则用于实现车轮的差速调节，使车辆在转弯时能够平稳行驶。
除了以上基本组成部件外，纯电动汽车驱动系统还包括辅助设备，如充电设备、电池管理系统和辅助电器等。
充电设备用于将外部电源的交流电能转化为电池组所需的直流电能；电池管理系统用于对电池组进行监控和管理，以确保电池组的安全和性能；辅助电器则提供车辆的辅助功能，如空调、音响等。
纯电动汽车驱动系统的组成部件之间相互协调配合，共同实现车辆的动力输出和行驶控制。
电动机将电能转化为机械能，通过传动装置将动力传递到车轮上，从而实现车辆的行驶。
电池组提供所需的电能，电控系统对电动机和电池组进行精确控制，以满足车辆在不同工况下的动力需求。
通过不断的技术创新和研发，纯电动汽车驱动系统的性能和效率得到了不断提升，使得纯电动汽车逐渐成为了可行的替代传统燃油车的选择。
电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍
4、电驱动系统的结构形式
（6）外转子电动轮驱动系统
a.采用低速外转子电动机，可完全去掉变速装置。 b.电动机外转子直接安装在车轮轮缘上，电动机转速和车轮转速相等，车轮转速和车速控制完全取决于电动 机的转速控制。 c.低速外转子电动机结构简单，无需齿轮变速传动机构，但其体积大、质量大、成本高。
5、驱动电动机的选择及功率匹配
（1）同步电动机：转子转速与定子旋转磁场的转速 相等。又分为绕线式和永磁式。 （2）异步电动机：转子转速不等于定子旋转磁场的 转速。 优点：结构简单，价格便宜，运行可靠，维护方便， 效率较高。 缺点：功率因数低。 电动汽车用交流异步电动机具有以下特点： （ 1 ）高速低转矩时运转效率高。（ 2 ）低速时有高 转矩，并有宽泛的速度范围。（3）易实现转速超过 10000r/min的高速旋转。（4）小型轻量化。（5） 高可靠性。（ 6 ）制造成本低。（ 7 ）控制装置的简 单化。
7、交流电动机分为：
异步电动机的特点：成本低，可靠性高，广泛应用于大型高速电动汽车中。三相鼠笼式异步电动机功率容量覆盖 面很大，冷却自由度高，环境适应性好，可再生制动，效率高，重量轻。 电动机在10000r/m以上高速运转时，采用一级齿轮减速。 汽车驱动电动机需用新方法设计。 冷却方式：风冷，水冷 异步电动机是多变量系统，电压、电流、频率、磁通、转速相互影响。 异步电动机的调速控制：矢量控制，直接转矩控制，转速控制，变频恒压控制，自适应控制，效率优化控制等。 永磁电动机的分类 根据输入电动机接线端的电流种类可分为： （1）永磁直流电动机 （2）永磁交流电动机（永磁无刷电动机，没有电刷、滑环或换向器） 根据输入电动机接线端的交流波形永磁无刷电动机可分为： （1）永磁同步电动机 （2）永磁无刷直流电动机
电动汽车的驱动电机和电机控制系统
电动汽车的驱动电机和电机控制系统驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一，是电动汽车的动力来源。
驱动电机系统是直接将电能转换为机械能的部分，决定了电动汽车的性能指标。
因此，对于驱动电机的选择就尤为重要。
1. 驱动电机系统：驱动电机系统由驱动电动机(DM)、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接。
通过电机控制器控制实现动力输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。
电机按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。
1)同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
2)异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。
永磁同步电机具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点,因此广泛应用于乘用车领域。
它是动力系统的重要执行机构，是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状等信息可以被采集到驱动电机控制器。
依靠内置传感器来提供电机的工作信息，这些传感器包括：· 旋转变压器：用以检测电机转子位置，控制器解码后可以获知电机转速；· 温度传感器：用以检测电机的绕组温度，控制器可以保护电机避免过热。
永磁同步电机工作原理：永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机(generator)用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机(motor)用。
2. 驱动电机控制系统：驱动电机控制系统根据数学模型，采集位置、电流信号，对IGBT 进行通断控制，形成交变磁场，从而控制电机按目标进行运转。
具体如下：1. 根据转子的位置，通过控制定子磁场的幅值和相位，实现定转子同步运行；2. 定子磁场的幅值是通过电流闭环控制精确实现的；3. 定子磁场的相位与转子位置同步；4. 在运行的过程中，要根据电机的健康程度，确定是否要降功率运行驱动电机控制器采用三相两电平电压源型逆变器，驱动电机系统的控制中心，又称智能功率模块，以IGBT模块为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路；对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态的信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器。
新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理
新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理新能源汽车电机驱动系统是指由电机、电控器、电池组成的系统，用于驱动车辆的动力来源。
本文将介绍新能源汽车电机驱动系统的组成和工作原理。
一、组成新能源汽车电机驱动系统主要包括电机、电控器和电池三个部分。
1. 电机：电机是新能源汽车电机驱动系统的核心部件，负责将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
根据不同的驱动方式，电机可以分为直流电机、交流异步电机和交流同步电机等不同类型。
2. 电控器：电控器是控制电机工作的关键设备，负责控制电机的启停、转速、转向等运行参数。
它接收来自车辆控制系统的指令，通过控制电机的工作状态来实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 电池：电池是新能源汽车电机驱动系统的能量存储装置，用于提供电能供给电机工作。
目前常用的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等，其容量和性能直接影响着车辆的续航里程和动力性能。
二、工作原理新能源汽车电机驱动系统的工作原理可以简单分为三个步骤：电能转换、电能控制和能量调度。
1. 电能转换：电能转换是指将电池储存的直流电能转换为适合驱动电机的电能形式。
当车辆启动时，电池向电机供应电能，电机根据电控器的控制信号将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
2. 电能控制：电能控制是指通过电控器对电机的工作进行控制。
电控器接收来自车辆控制系统的指令，根据指令调整电机的运行状态，包括控制电机的转速、转向和扭矩等参数，以实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 能量调度：能量调度是指对电池组中的能量进行管理和分配。
电池组中的电能可以通过回馈制动、能量回收等方式进行回收利用，减少能量的浪费。
同时，还可以根据车辆的行驶状况和驾驶员的需求，合理分配电池组中的能量，以提高车辆的续航里程。
新能源汽车电机驱动系统是由电机、电控器和电池组成的系统，通过电能转换、电能控制和能量调度等环节，将电能转换为机械能，驱动车辆运动。
这种新型的动力系统具有环保、高效、低噪音等优点，是未来汽车发展的重要方向。
驱动电机系统简介
随着技术的不断进步，加上国家政策的大力扶持，新能源汽车已经成为了诸多汽车族的首选。
相比传统汽车，新能源汽车具有环保、节能、简单三大优势，以电动机代替燃油机，由电机驱动而非自动变速箱。
下面就给大家介绍一下新能源汽车的驱动电机系统。
传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内，这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因；而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩，在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置，操纵方便容易，噪音低。
与混合动力汽车相比，纯电动车使用单一电能源，电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统，结构更简化，也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音，节省了汽车内部空间、重量。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。
电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶，选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素，因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求，并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。
驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。
电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构，其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标，它是电动汽车的重要部件。
电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。
电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成，结构如下图所示。
电动机驱动系统的基本组成框图电动机一般要求具有电动、发电两项功能，按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机，如图3。
功率转换器按所选电机类型，有DC/DC 功率变换器、DC/AC功率变换器等形式，其作用是按所选电动机驱动电流要求，将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。
电动汽车驱动电机ppt课件
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第三章
驱动电机系统控制策略简介
驱动电机系统下电流程
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第三章
驱动电机系统控制策略简介
驱动电机系统驱动模式
整车控制器根据车辆运行的不同情况，包括车速、挡位、电池 SOC值来决定，电机输出扭矩/功率。
当电机控制器从整车控制器处得到扭矩输出命令时，将动力电池 提供的直流电，转化成三相正弦交流电,驱动电机输出扭矩，通过机械 传输来驱动车辆。
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器结构
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电机控制器主要零件
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
C33DB驱动电机系统工作原理
在驱动电机系统中，驱动电机的输出动作主要是靠控制单元给定命令执 行，即控制器输出命令。控制器主要是将输入的直流电逆变成电压、频 率可调的三相交流电，供给配套的三相交流永磁同步电机使用。
CAN总线接口
29 CAN_SHIELD
10
TH
9
TL
电机温度传感器接口
28
屏蔽层
8
485+
7
485-
RS485总线接口
15 HVIL1(+L1) 26 HVIL2(+L2)
高低压互锁接口
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——驱动电机控制器低压插件
建议检修时先确认插件是否连接到位，是否有“退针”现象。
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第二章
驱动电机系统关键部件简介
检修——确认高压动力线束连接
纯电动汽车结构与原理介绍
纯电动汽车结构与原理介绍纯电动汽车是一种通过电池供电驱动电动机来实现汽车运行的新型车辆。
相比传统内燃机车辆，纯电动汽车具有零排放、低噪音、低维护成本等优势，受到越来越多消费者的青睐。
纯电动汽车的结构和原理是怎样的呢？本文将介绍纯电动汽车的结构和工作原理。
一、电池系统纯电动汽车的核心是电池系统，电池是储存电能的设备。
电池通常分为锂电池、镍氢电池等不同种类。
电池通过充电桩充电，将电能储存在电池中。
在行驶过程中，电池释放电能供给电动机驱动汽车运行。
二、电动机驱动系统电动机是纯电动汽车的动力来源，电池释放的电能经过控制器控制电动机的速度和扭矩，从而驱动汽车行驶。
电动机具有高效率、低噪音、响应快等优点，是纯电动汽车的关键组成部分。
三、动力传动系统动力传动系统将电动机产生的动力传递给汽车的驱动轮，使汽车运行。
在一般纯电动汽车中，常见的传动方式包括单速变速箱、双速变速箱等。
四、车身结构纯电动汽车的车身结构和传统汽车基本相同，包括车身框架、车身乘员舱、悬挂系统、制动系统、轮胎等部分。
但由于电池的安装需要考虑重量平衡和碰撞安全等问题，纯电动汽车在车身结构上可能会有所不同。
五、能量回收系统纯电动汽车在行驶过程中会通过电动机的反向工作将制动能量转化为电能，将其储存到电池中，实现能量的回收再利用。
这不仅可以提高车辆的能效，还能延长电池的寿命。
六、辅助系统在纯电动汽车中，还包括了辅助系统，如空调系统、暖风系统、座椅加热系统等。
这些系统同样通过电能供给，使纯电动汽车具备舒适的驾乘体验。
综上所述，纯电动汽车的结构包括电池系统、电动机驱动系统、动力传动系统、车身结构、能量回收系统以及辅助系统，其工作原理是基于电池储能、电动机驱动、能量回收等关键技术的实现。
随着技术的进步和应用范围的扩大，纯电动汽车将在未来成为主流，推动汽车产业向清洁、智能的方向发展。
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纯电动汽车的驱动电机系统详解
驱动电机系统是电动汽车三大核心系统之一，是车辆行驶的主要驱动系统，其特性决定了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用户驾乘感受。
一、驱动电机系统介绍驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器(MCU)构成，通过高低压线束、冷却管路与整车其他系统连接，如图1所示。
整车控制器(VCU)根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器MCU发送指令，实时调节驱动电机的扭矩输出，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。
电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测，并把相关信息传递给整车控制器VCU，进而调节水泵和冷却风扇工作，使电机保持在理想温度下工作。
驱动电机技术指标参数，如表1所示，驱动电机控制器技术参数如表2所示。
1、驱动电机永磁同步电机是一种典型的驱动电机(图2)，具有效率高、体积小、可靠性高等优点，是动力系统的执行机构，是电能转化为机械能载体。
它依靠内置旋转变压器、温度传感器(图3)来提供电机的工作状态信息，并将电机运行状态信息实时发送给MCU。
旋转变压器检测电机转子位置，经过电机控制器内旋变解码器解码后，电机控制器可获知电机当前转子位置，从而控制相应的IGBT功率管导通，按顺序给定子三个线圈通电，驱
动电机旋转。
温度传感器的作用是检测电机绕组温度，并提信息供给MCU，再由MCU通过CAN线传给VCU，进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作，调节电机工作温度。
驱动电机上有一个低压接口和三根高压线(V、U、W)接口，如图4所示。
其中低压接口各端子定义如表3所示，电机控制器也正是通过低压端口获取的电机温度信息和电机
转子当前位置信息。
2、驱动电机控制器驱动电机控制器MCU结构如图5所示，它内部采用三相两电平电压源型逆变器，是驱动电机系统的控制核心，称为智能功率模块，它以IGBT(绝缘栅双极型晶体管)为核心，辅以驱动集成电路、主控集成电路。
MCU对所有的输入信号进行处理，并将驱动电机控制系统运行状态信息通过CAN2.0网络发送给整车控制器VCU。
驱动电机控制器内含故障诊断电路，当电机出现异常时，达到一定条件后，它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器，同时也会储存该故障码和相关数据。
驱动电机控制器主要依靠电流传感器(图6)、电压传感器、温度传感器来进行电机运行状态的监测，根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。
电流传感器用于检测电机工作实际电流，包括母线电流、三相交流电流。
电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压，包括动力电池电压、12V蓄电池电压。
温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度，包括IGBT模块的温度。
驱动电
机控制器上分为低压接口和高压接口(图7)，低压接口端子定义如表4所示。
二、驱动电机系统功能通过驱动电机工作状态可以了解新能源汽车驱动系统的基本功能，根据驾驶员意愿驱动电机的工作状态：挂D挡加速行驶时、减速制动时、挂R挡倒车时以及E挡行驶时来了解它的工作过程。
1、D 挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板，此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器VCU，VCU把驾驶员的操作意图通过CAN线传递给驱动电机控制器MCU，再由驱动电机控制器MCU结合旋变传感器信息(转子位置)，进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。
由三相交流电产生的旋转电枢磁动势及建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势；另一方面以电磁力拖动转子以同步转速正向旋转。
随着加速踏板行程不断加大，电机控制器控制的6个IGBT导通频率上升，电动机的转矩随着电流的增加而增加，因此，起步时基本上拥有最大的转矩。
随着电动机转速的增加，电动机的功率也增加，同时电压也随之增加。
在电动汽车上，一般要求电动机的输出功率保持恒定，即电动机的输出功率不随转速增加而变化，这要求在电动机转速增加时，电压保持恒定，其中永磁同步电机输出特性曲线如图8所示。
与此同时，电机控制器也会通过电流传感器和电压传感器，感知电机当前功率、消耗电流大小、电压大小，
并把这些信息数据通过CAN网络传送给仪表、整车控制器，其具体工作原理如图9所示。
、R挡倒车时当驾驶员挂R挡时，驾驶员请求信号发给VCU，再通过CAN线发送给MCU，此时MCU结合当前转子位置(旋变传感器)信息，通过改变IGBT模块改变W\V\U通电顺序，进而控制电机反转。
3、制动时能量回收驾驶员松开加速踏板时，电机由于惯性仍在旋转，设车轮转速为V轮、电机转速为V电机，设车轮与电机之间固定传动比为K，当车辆减速时，V轮K＜V电机时，电机仍是动力源，随着电机转速下降，当V轮K＞V电机时，此时电机由于被车辆拖动而旋转，此时驱动电动机变为发电机(图10)。
BMS可以根据电池充电特性曲线(充电电流、电压变化曲线与电池容量的关系)和采集电池温度等参数计算出相应的允许最大充电电流。
MCU根据电池允许最大充电电流，通过控制IGBT模块，使“发电机”定子线圈旋转磁场角速度与电机转子角速度保持到发电电流不超过允许最大
充电电流，以调整发电机向蓄电池充电的电流，同时这也控制了车辆的减速度，具体过程如图11所示。