纯电动汽车电机驱动系统分析word版
电动汽车驱动系统技术分析

电动汽车驱动系统技术分析随着环保意识的增强和汽车产业的快速发展,电动汽车作为一种环保、低碳的交通工具正逐渐走进人们的生活。
而电动汽车的核心技术之一,就是电动汽车驱动系统技术。
本文将对电动汽车的驱动系统技术进行详细分析,并探讨其发展趋势。
一、电动汽车驱动系统概述电动汽车驱动系统由电机、电力电子器件、能量存储装置和控制系统等多部分组成。
其中,电机作为电动汽车驱动的主要元件,负责将电能转化为机械能,推动车辆前进。
电力电子器件用于控制电能的流动和转换,能够实现对电机的精确控制。
能量存储装置包括锂电池、超级电容器等,用于存储供给电机运行所需的能量。
控制系统则负责对整个驱动系统的各部分进行协调和调控。
二、电动汽车驱动系统技术分析1. 电机技术电动汽车驱动系统中最核心的部分就是电机技术。
根据不同的电机类型,电动汽车驱动系统可以分为直流电机驱动系统、交流异步电机驱动系统和交流永磁同步电机驱动系统等。
目前,交流永磁同步电机由于其良好的动力性能和高效率而成为主流。
同时,随着永磁材料的不断进步以及控制算法的优化,电机的功率密度和效率也在逐步提高。
2. 电力电子技术电力电子器件是电动汽车驱动系统中重要的组成部分,主要负责电能的控制和转换。
其中,直流-直流变换器常用于电机的启动、制动和调速控制,而交流-直流变换器则将交流电转换为直流电供给电机使用。
此外,电力电子技术还涉及到功率电子器件的选型、高效率拓扑结构的设计等方面。
3. 能量存储技术能量存储装置是电动汽车驱动系统中储存电能的重要组成部分。
目前,锂电池是应用最广泛的能量存储装置。
锂电池具备高能量密度、低自放电率和长循环寿命等优点,已经成为主流的电动汽车能量存储装置。
此外,超级电容器也作为能量储存的备用装置,其具备高功率和长寿命等特点,在一些特殊应用场景中得到广泛应用。
4. 控制系统技术控制系统是电动汽车驱动系统中的“大脑”,主要负责对整个系统进行控制和调度。
控制系统需要实时监测电动汽车的状态,并进行相应的决策和控制。
新能源汽车驱动电机分析报告

新能源汽车驱动电机分析报告
新能源汽车的驱动电机旨在提高普通汽车的能源效率,在利用传统汽车的动力机构集成更高效的电动汽车实现更低的排放量。
汽车驱动电机一般采用同步电机,其特点是体积小,重量轻,可提高汽车的行驶距离,有效减少汽车排放,提高行驶安全性。
同步电机是新能源汽车驱动系统的主要要素,它的功能是利用电动力来驱动汽车。
有三种不同类型的同步电机,分别是直流伺服电机、交流永磁同步电机和无级变速电机。
直流伺服电机技术能够在满足汽车的驱动要求的同时,具有较高的效率,可以高效利用新能源汽车的能源;同时,具有较强的可控性,可以根据不同的路况进行有效的驱动,增强新能源汽车的安全性;另外,它还具有较强的耐久性,可以在实际行驶中维持较高的发动机性能和效率。
交流永磁同步电机,又被称为高效电动机,整体效率可以达到95%以上,超过传统发动机效率的90%,能够有效增加新能源汽车的行驶距离;同时,它的可控性更强,能够根据不同的道路状况进行控制,在行驶速度变化时能够实现自动衔接,有效提高汽车的可控性;另外,它的噪音也更小,无刺激性,使汽车环境更安静。
纯电动汽车电机驱动系统分析

纯电动汽车电机驱动系统分析当前推广的新能源汽车,包括燃料电池汽车、纯电动汽车和插电式混合动力汽车。
其中,纯电动汽车因为显著的环境效益和能源节约效益,尤其是在使用过程中无大气污染物直接排放,所以受到国家层面的大力推动。
纯电动汽车主要由电机驱动系统、整车控制系统和电池系统3部分构成。
其中,电机驱动系统的主要部件包括电机、功率转换器、控制器、减速器以及各种检测传感器等,功能是将电能直接转换为机械能。
电机驱动系统作为纯电动车行使过程中的主要执行结构,其驱动特性决定了主要驾驶性能指标[1]。
因此,要改善纯电动汽车的行驶性能,就需研究电机驱动系统的优化方案。
1电机驱动集成装置纯电动汽车的电机驱动系统中,电机将电能转换为动能以产生驱动转矩,而减速器与电机传动连接,在电机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。
目前,电机驱动系统的这3部分主要采用分体设计,然后由整车厂组装成为一个整体。
这种组装形成的电机驱动装置,整体体积一般很大,因而对空间需求也大。
为使电机驱动装置能便利地在整车机舱布置,现有的一种解决方案是集成关联的电机驱动部件。
如图1所示,此新型装置由驱动电机、控制器、减速器和连接轴等主要部件集成。
在电机驱动集成装置中,减速器位于驱动电机的第一端,且与其延伸出的输出轴传动连接。
连接轴与减速器传动连接,且沿驱动电机的侧面向其第二端延伸。
控制器位于连接轴的上方,与其连接的接线盒用于容置驱动电机的电源线和控制线[2]。
减速器的连接轴沿驱动电机的侧面延伸,使得整个电驱动装置的长宽尺寸相对较少。
由于连接轴的尺寸远小于电机的尺寸,且其所处位置的高度相对较低,将控制器直接设置在连接轴上方,就实现整体高度的降低。
相比于将控制器设置于电机的上方,此电机驱动集成装置充分利用连接轴上方的空间,做到较小体积,因而对空间需求也小。
2定子铁芯绕组绝缘隔离部件纯电动汽车的驱动电机由定子和转子组成,通过它们的相对旋转实现电能与机械能的转换。
新能源汽车电动机驱动系统简析

新能源汽车电动机驱动系统简析在当今社会,随着科技的迅速发展和环境保护意识的增强,新能源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。
其中,电动机驱动系统作为新能源汽车的核心组成部分,扮演着至关重要的角色。
本文将对新能源汽车电动机驱动系统进行一番简要的解析。
电机类型新能源汽车的电动机种类主要包括直流电动机、异步电动机和永磁同步电动机。
不同类型的电机在功率输出、效率、响应速度等方面有着各自的特点,根据车辆的需求和设计理念选用适合的电机类型至关重要。
电机控制系统电机控制系统是电动汽车的“大脑”,负责控制电机的启停、速度调节、转向等功能。
目前,智能化的电机控制系统已经变得越来越成熟,包括PID 控制、矢量控制等先进算法在内,使得新能源汽车在驾驶性能和能耗方面都有了显著提升。
能源管理系统能源管理系统是保障电动汽车高效运行的重要一环,主要包括电池管理系统、能量回收系统等。
通过对电池的充放电管理以及对制动能量的回收利用,能源管理系统能够最大程度地提升新能源汽车的续航里程和能效。
电池技术作为新能源汽车的能量来源,电池技术的发展对汽车性能有着直接的影响。
随着锂电池技术的不断进步,电池的能量密度和安全性正在逐步提升,为新能源汽车的发展提供了坚实基础。
新能源汽车电动机驱动系统作为新时代汽车科技的重要代表,不仅推动了汽车工业的创新发展,也促进了社会环保意识的提升。
随着技术的不断进步和应用的拓展,相信新能源汽车在未来将会展现出更加灿烂的发展前景。
希望本文能够为您对新能源汽车电动机驱动系统有所启发和了解。
相信随着科技的不断进步,新能源汽车将在未来的道路上行驶得更加稳健、高效!。
纯电动汽车电动机的驱动控制和扭矩响应分析

纯电动汽车电动机的驱动控制和扭矩响应分析随着环境保护意识的增强和新能源技术的发展,纯电动汽车正逐渐成为汽车行业的重要发展方向。
而电动机作为纯电动汽车的关键组件之一,其驱动控制和扭矩响应的分析对于实现高效、安全、可靠的车辆性能至关重要。
一、纯电动汽车电动机的驱动控制分析纯电动汽车的电动机驱动控制系统主要包括电机驱动控制器和电机转矩控制系统两部分。
电机驱动控制器负责将电池组的直流电转换为交流电,供给电动机使用;电机转矩控制系统则通过控制电机的相电流和转子位置,实现对电机转矩的精确控制。
1. 电机驱动控制器的功能电机驱动控制器是纯电动汽车电机系统的核心组件,其主要功能包括电流采样、闭环控制、PWM调制、过流保护和故障诊断等。
通过电流采样和闭环控制,电机驱动控制器可以实现对电机相电流的精确控制,确保电机运行稳定可靠;利用PWM调制技术,电机驱动控制器可以实现对电机转矩和速度的控制;同时,电机驱动控制器还具备过流保护功能,可以监测并保护电机在运行过程中的安全性;故障诊断功能可以及时检测电机驱动控制器的故障,并提供相应的故障代码,便于维修与排查。
2. 电机转矩控制系统的设计电机转矩控制系统主要包括电流环控制和速度环控制。
在电流环控制中,通过对电机相电流的检测和控制,实现对电机转矩的精确控制。
在速度环控制中,则通过对电机转子位置和转速的检测和控制,实现对电机速度的精确控制。
为了实现高效的电机控制,需要合理设计电机转矩控制系统的参数,包括电流环控制系统的比例、积分和微分系数以及速度环控制系统的比例、积分和微分系数等。
二、电机扭矩响应的分析电机扭矩响应是指电机在受到外界变化时对其做出的响应,通常可以用于判断电机的动态性能和控制系统的性能。
电机扭矩响应的分析主要包括响应时间、超调量、稳态误差和频率响应等方面的分析。
1. 响应时间响应时间是指电机从受到输入变化到输出达到稳定值所需要的时间。
一般情况下,电机响应时间越短,说明其动态性能越好。
新能源汽车驱动电机系统研究报告doc

新能源汽车驱动电机系统研究报告篇一:中国新能源汽车驱动电机行业发展趋势及投资战略研究报告XX-2021年中国新能源汽车驱动电机行业发展趋势及投资战略研究报告XX-2021年编制单位:北京智博睿投资咨询有限公司【报告目录】:第一章电机概述 91.1 电机的概念及意义 91.1.1 电机的定义 91.1.2 电机的在电动汽车行业的地位 91.2 电机结构介绍 101.2.1 电机驱动系统结构 101.2.2 电机本体结构 121.3 电机类型及其特点 131.3.1 直流电机及其控制系统 141.3.2 交流三相感应电机及其控制系统 141.3.3 永磁同步电机及其控制系统 151.3.4 开关磁阻电机及其控制系统 171.3.5 驱动电机分类 181.4 电机类型及其特点 191.4.1 车用驱动电机与工业用电机的区别 191.4.2 新能源汽车对驱动电机的独特要求 201.5 驱动电机及控制系统的发展趋势 211.5.1 电机永磁化 211.5.2 逆变器数字化 221.5.3 系统集成化 22第二章 XX-XX年电机产业运行宏观环境分析 242.1 XX-XX年中国宏观经济经济环境分析 242.1.1 XX-XX年中国GDP增长情况分析 242.1.2 XX年中国城镇居民人均可支配收入 242.1.3 XX年中国宏观经济运行分析 252.1.4 XX年1-10月中国工业发展形势分析 272.2 电机相关产业政策分析 282.2.1 XX年高效电机补贴政策 282.2.2 XX年政策扶持加快产业步伐 29第三章 XX-XX年驱动电机产业运行状况分析 313.1 XX-XX年世界电机行业发展概况 313.1.1 世界电机行业发展历程 313.1.2 国外驱动电机在新能源汽车上的应用与发展 32 3.1.3 全球低压交流/直流驱动电机市场现状 353.2 XX-XX年中国电机行业运行概况 353.2.1 电机行业发展进入高速期 353.2.2 驱动电机行业发展现状分析 363.2.3 驱动电机行业优势分析 363.2.4 驱动电机行业竞争格局 373.2.5 新能源汽车发展带动驱动电机产业化 383.3 中国驱动电机行业问题与对策分析 393.3.1 驱动电机行业现存问题 393.3.2 驱动电机行业产业化瓶颈 413.3.3 驱动电机行业发展对策分析 43第四章 XX-XX年中国驱动电机主要应用方向分析 45 4.1 电动汽车用驱动电机发展现状与趋势 454.1.1 电动汽车用驱动电机发展现状 454.1.2 电动汽车用驱动电机差距与不足 464.1.3 电动汽车用驱动电机发展趋势 474.1.4 电动汽车用驱动电机发展面临的挑战 484.2 电动自行车驱动电机产品发展现状分析 494.2.1 直流驱动系统 504.2.2 感应电动机驱动系统 504.2.3 永磁无刷电动机驱动系统 514.2.4 开关磁阻电动机驱动系统 524.2.5 电动自行车电机驱动系统发展趋势 524.3 工业缝纫机驱动电机产品应用分析 534.3.1 伺服电机与传统电子马达性能比较 534.3.2 伺服电机与传统电子马达节能比较 54第五章 XX-XX年中国新能源汽车行业发展分析 55 5.1 新能源汽车的发展背景 555.1.1 内燃机汽车难以实现节能减排目标 555.1.2 新能源汽车是再次改变世界的机器 565.2 发展新能源汽车产业的重要意义 585.2.1 解决节能环保等急迫问题 585.2.2 实现中国汽车行业的弯道超车 595.2.3 促进中国经济战略转型 605.2.4 国家战略和大国义务 605.3 新能源汽车产业发展如火如荼 615.3.1 各国新能源汽车发展现状 615.3.2 中国发展新能源汽车产业的优势 635.3.3 中国新能源汽车产业化进展 645.4 中国新能源汽车技术发展现状 655.4.1 新能源汽车技术总体发展状况 655.4.2 技术发展路线与动态 665.4.3 对技术发展路线的判断 775.4.4 国家政策助推新能源汽车技术发展 795.4.5 产品成熟度和市场启动时点的判断 815.4.6 新能源汽车产业发展进程 825.5 新能源汽车行业投资机会分析 835.5.1 重点零部件领域投资机会分析 835.5.2 整车制造领域投资机会分析 89第六章 XX-XX年中国电动汽车市场运行态势分析 936.1 中国电动汽车发展态势分析 936.1.1 电动汽车企业进入情况分析 936.1.2 上海国际车展纯电动车分析 996.1.3 新能源汽车消费补贴政策破局 101篇二:新能源动汽车(客车)用驱动电机分析报告新能源动汽车(客车)用驱动电机分析报告***电机研究所XX年9月目录一、国家政策导向 ................................................ (3)1.1 世界发展趋势 ................................................ ................................................... . (3)1.2我国发展战略与目标 ................................................................................................... . (4)二、电动客车发展现状 (6)2.1 总体销量情况 ................................................ ................................................... . (6)2.2 国内主要电动客车情况统计 ................................................ ................................................... . (7)2.3 主要客车企业介绍 ................................................ ................................................... . (9)三、电动客车用电机情况介绍 (11)3.1 电动汽车对电机的基本要求 ................................................ ....................................................113.2 电动汽车用电动机种类及比较 ................................................ . (12)3.3 我国电动汽车电机研制情况 ................................................ ................................................... .. 143.4 国内电动客车用驱动电机基本情况 ................................................ .. (14)3.5 电动客车用电机性能参数对比 ................................................ . (16)3.6 主要电动客车驱动电机生产企业简介................................................. . (17)四、发展趋势 ................................................ .. (24)4.1 技术发展趋势 ................................................ ................................................... (24)4.2 政策导向趋势 ................................................ ................................................... .. (25)4.3 需要注意的问题 ................................................ ................................................... . (27)一、国家政策导向发展电动汽车是提高汽车产业竞争力、保障能源安全和发展低碳经济的重要途径。
浅析纯电动汽车驱动电机及控制系统

浅析纯电动汽车驱动电机及控制系统摘要:由于纯电动汽车的驱动电机及控制系统要求很高,且发展技术还不够成熟,严重阻碍了我国的纯电动汽车发展步伐。
因此在今后的工作中,就要做到具体问题具体分析,对其存在的问题进行不断完善优化。
关键词:纯电动汽车;驱动电机;控制系统目前国内的电机驱动系统技术较以往已有了较大进步,在我国科研工作者的努力下各类新能源汽车的需求得到了满足且我国所生产的电机驱动系统在某些方面已达到世界先进水平。
即便这样,较国外成熟的驱动电机产品仍旧存在一定的差距。
但是伴随着我国新能源汽车行业的飞跃式发展,国内研发的电机驱动产品较国外的差距将会逐步缩小。
一、纯电动汽车电机驱动系统中电机选择原则1.功率高在进行电动机选择时,要注意选择能够满足用户使用需求功率的电动机,这样才能够确保在爬坡、过山路时能够正常行驶。
功率是发动机性能的直接体现,因此,在进行同类别电动机比较时,首先要考虑的是功率要高。
2.性能强对于纯电动汽车来说,核心装置就是电机驱动系统,也就是电动机装置。
在汽车行驶过程中,电动机相当于一个核心动力装置,因此电动机的性能一定要满足汽车使用的要求。
主要表现在重量轻、体积小、性能好方面,这样不但能够保证用户的使用效果,还能够为汽车节省更大的空间,给用户提供舒适的环境。
3.经济可行性高所谓经济可行性高就是指在同一标准时,要选择成本较低的电动机,这样能够达到资源利用最大化,保证客户的利益最大化。
因此在选择电动机时,在保证性能的基础上,要注意控制成本。
4.辐射程度低选择低辐射的电动机不但能够起到保护环境,降低污染的作用,最主要的是能够减少对用户的危害,提高用户的满意度。
使用纯电动汽车的主要目的就是要保护环境,减少危害,因此在进行电动机选择时,要格外注意辐射程度的影响。
二、纯电动汽车驱动电机以及控制系统分析1.优缺点分析在工作运行中,需要做到内部结构协调统一,其内部结构包括直流电机、交流感应电机、开关磁阻电机、永磁同步电机等。
新能源汽车电动驱动系统的性能分析与优化

新能源汽车电动驱动系统的性能分析与优化随着现代化科技的发展和环境保护意识的不断提高,新能源汽车已经成为汽车行业的新宠。
然而,在新能源汽车的电动驱动系统性能分析和优化方面,仍然存在着一些挑战和问题,需要探讨和解决。
一、电动驱动系统的组成电动驱动系统主要由电机、电池组、变速箱、控制器和传动系统等组成。
其中,电池组是电动汽车的重要组成部分。
电池组的性能主要包括电容、电压、电流、充放电效率和寿命等方面。
电机的性能则主要涉及扭矩、功率和效率等方面。
变速箱的性能则主要涉及换挡速度和换挡平顺度等方面。
控制器的性能则主要涉及控制精度和反应速度等方面。
传动系统的性能则主要包括传动效率和故障率等方面。
二、电动驱动系统的性能分析针对电动驱动系统的性能,可以从以下几个方面进行分析:1. 电池组的性能分析:对电池组的电容、电压、电流、充放电效率和寿命等方面进行综合评估。
其中,寿命是电池组的重要性能指标,它直接关系到电动汽车的使用寿命和经济性。
因此,在电池组寿命的设计和制造中,需要考虑电池的质量和结构以及电池的使用环境等方面的因素,以确保电池组能够更加稳定地工作。
2. 电机的性能分析:对电机的扭矩、功率和效率等方面进行综合评估。
为了提高电机的性能,需要在电机的设计、制造和调试中考虑从多方面进行优化。
其中,电机的电子控制部分是电机性能优化的重要组成部分,它可以控制电机的转速、方向和转矩等方面的参数。
3. 变速箱的性能分析:对变速箱的换挡速度和换挡平顺度等方面进行综合评估。
目前,传统的自动变速器因为效率低、体积大、重量重等缺点而被逐渐淘汰。
而新型的轮边式变速器则具有轻量化、体积小和简化结构等优点,因此,在电动汽车的驱动系统中愈发受到青睐。
4. 控制器的性能分析:对控制器的控制精度和反应速度等方面进行综合评估。
控制器是电动汽车电动驱动系统的不可或缺的组成部分,它可以控制电机及其关联的器件的运转状态,为电动汽车的性能和稳定性提供保障。
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纯电动汽车电机驱动系统分析
当前推广的新能源汽车,包括燃料电池汽车、纯电动汽车和插电式混合动力汽车。
其中,纯电动汽车因为显著的环境效益和能源节约效益,尤其是在使用过程中无大气污染物直接排放,所以受到国家层面的大力推动。
纯电动汽车主要由电机驱动系统、整车控制系统和电池系统3部分构成。
其中,电机驱动系统的主要部件包括电机、功率转换器、控制器、减速器以及各种检测传感器等,功能是将电能直接转换为机械能。
电机驱动系统作为纯电动车行使过程中的主要执行结构,其驱动特性决定了主要驾驶性能指标[1]。
因此,要改善纯电动汽车的行驶性能,就需研究电机驱动系统的优化方案。
1电机驱动集成装置
纯电动汽车的电机驱动系统中,电机将电能转换为动能以产生驱动转矩,而减速器与电机传动连接,在电机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。
目前,电机驱动系统的这3部分主要采用分体设计,然后由整车厂组装成为一个整体。
这种组装形成的电机驱动装置,整体体积一般很大,因而对空间需求也大。
为使电机驱动装置能便利地在整车机舱布置,现有的一种解决方案是集成关联的电机驱动部件。
如图1所示,此新型装置由驱动电机、控制器、减速器和连接轴等主要部件集成。
在电机驱动集成装置中,减速器位于驱动电机的第一端,且与其延伸出的输出轴传动连接。
连接轴与减速器传动连接,且沿驱动电机的侧面向其第二端延伸。
控制器位于连接轴的上方,与其连接的接线盒用于容置驱动电机的电源线和控制线[2]。
减速器的连接轴沿驱动电机的侧面延伸,使得整个电驱动装置的长宽尺寸相对较少。
由于连接轴的尺寸远小于电机的尺寸,且其所处位置的高度相对较低,将控制器直接设置在连接轴上方,就实现整体高度的降低。
相比于将控制器设置于电机的上方,此电机驱动集成装置充分利用连接轴上方的空间,做到较小体积,因而对空间需求也小。
2定子铁芯绕组绝缘隔离部件
纯电动汽车的驱动电机由定子和转子组成,通过它们的相对旋转实现电能与机械能的转换。
定子由铁芯和绕设在铁芯上的绕组构成,是旋转电机的固定部分。
铁芯上通常开设有安装槽,绕组所包含的绕组导线则穿设在安装槽中。
为了确保绕组与铁芯之间以及绕组导线之间的电气绝缘,安装槽内通常设置有绝缘隔离件。
绝缘隔离件占据的槽内空间越大,安装槽的槽满率越小,旋转电机的功率密度和转矩也会越小。
为提高绕组导线占据安装槽内空间比例,现有的一种解决方案是减少铁芯绕组电气绝缘隔离件。
如图2所示,铁芯的安装槽中布设有多个导线组,多个导线组在安装槽的深度方向逐个分布。
传统的绝缘隔离件通常由绝缘纸折弯成占据较大槽内空间的S型或B型。
此新型绝缘隔离部件则利用同一安装槽中依次两两分布的绕组导线相位基本相同的特点,将隶属于同一个导线组的两根绕组导线直接接触,避免在两者之间设置绝缘隔离件,进而采用绝缘折弯组件来绝缘隔离相邻的两个导线组及导线组与安装槽的内壁[3]。
由于同一个导线组内的两根绕组导线之间无需设置绝缘隔离件,因此能减少安装槽内的绝缘隔离部件所占据的空间,相应地提高绕组导线的布设空间,即安装槽的槽满率。
3并联逆变功率模块
纯电动汽车通过逆变器将动力电池的输出端与电机的三相绕组连接,将直流输出转变为交流输出,以供电机驱动系统运行。
随着大功率驱动电机的广泛应用,电机驱动系统的功率密度要求更高。
若使用传统三相全桥逆变器,会受功率器件的最大允许电流限制,容易产生过流、过热等常见的失效模式。
如果逆变器的一个桥臂出现故障而不能正常开闭,则整个电机驱动系统将不能工作,导致电动汽车失去动力,带来安全隐患。
为降低逆变模块中使用的功率器件的功率要求,现有的一种解决方案是并联设置逆变功率模块。
如图3所示,
此新型电机驱动系统的第一逆变功率模块和第二逆变功率模块为硬件完全相同的逆变功率模块。
两逆变功率模块的直流输入端均连接电动车的动力电池输出端,而模块的交流输出端则输出三相交流电至交流电机上对应的三相绕组[4]。
第一逆变功率模块和第二逆变功率模块中的对应位置处分别设置有第一传感器和第二传感器。
电机驱动系统配置互校单元,将两个传感器分别获得的信号进行相互比较以判断第一逆变功率模块和第二逆变功率模块的故障情况。
任一逆变功率模块发生故障时,其对应的三相交流输出端被切断,并且另一逆变功率模块的三相交流输出端保持输出三相交流电,提供原来一半的功率输出,保障电动汽车可以持续地安全运行。
4电机驱动系统优化方案
目前,国内的纯电动汽车驱动系统仍以单电机驱动为主。
鉴于纯电动汽车运行过程中的行驶工况较为复杂,包括频繁启停、快速超车、高速巡航、低速爬坡等,电动汽车只设有单独的驱动电机很难满足车辆在不同路况下的直接驱动要求。
同时,由于电机输出转速及转矩不能调节,故在整个综合工况下,电机系统的效率比较低。
为克服上述缺陷,纯电动汽车应设计双电机驱动系统的优化方案,提高车辆在不同行驶工况下的驱动效率,从而增加整车的续航里程。
图4所示是一种双电机驱动系统,包括信号单元、整车控制器、第一电机控制器、第二电机控制器、低速驱动电机及高速驱动电机。
信号单元将车辆信号传送到整车控制器,整车控制器根据接收到的车辆信号来识别驾驶指令,并根据车速与阈值V1和V2的比较来确定传送至第一电机控制器及第二控制器的控制命令,其中V1V2。
当车速低于速度V1时,整车控制器通过第一电机控制器控制低速电机运行,低速驱动电机输出相应的扭矩。
当车速大于V2时,整车控制器通过第二电机控制器控制高速驱动电机运行,高速驱动电机输出相应的扭矩。
当车速大于V1且小于V2时,整车控制器通过第一电机控制器及第二电机控制器控制低速电机和高速电机同时运行,双电机配合输出相应的扭矩[5]。
纯电动汽车现阶段使用的主要驱动电机的是异步感应电机和永磁同步电机。
如表1所示,因为永磁同步电机效率高、体积小和重量轻,所以在国内纯电动汽车上较多使用。
但永磁同步电机需要使用稀土永磁材料钕铁硼,而稀土资源又较为贫乏,出于降低电机成本及提高加速性能的考虑,国外纯电动汽车上较多使用异步感应电机。
异步感应电机的不足主要是效率偏低以及对冷却系统和调速器的性能要求很高。
通过动力分流的方式,采用前后布置两种不同电机的方案[6],即前置永磁同步电机+后置异步感应电机,可以充分利用永磁同步电机和异步感应电机的各自特点,进一步优化双电机驱动系统,实现纯电动汽车的高性能兼长续航。
如图5所示,永磁同步电机主要负责中低速的日常驾驶,而异步感应电机则主要负责提供极佳的加速性能和高速度,这是一种节省成本并提供强大动力的高效组合。
永磁同步电机采用永磁体生成电机的磁场,在瞬态仍然可以保证较高的效率,同时有着更大的功率密度,因而适用于频繁启停的工况以及较小的布置空间。
异步感应电机是将转子置于旋转磁场中,成本低、可靠性更高,同时稳态的效率也不错,因而适用于高速行驶的工况以及较大的布置空间[7]。
采用两种不同电机共同驱动车辆,大多工况仅用单电机驱动的模式就能满足,剩余场景则采用同时双电机的大功率输入来保证。
因为永磁电机需克服反拖力矩,而感应电机无需克服,所以采用永磁同步+异步感应的双电机驱动方案效率更高。
结合前文所述的电驱动装置集成化、定子绕组电气绝缘精简化和逆变功率模块并联化的技术,均适用于永磁同步电机和异步感应电机,可以再进一步优化纯电动汽车双电机驱动系统。
其中,电驱动部件集成技术可进一步缩减电驱动装置的整体尺寸,优化前后机舱的布置。
定子绕组电气绝缘隔离件简化技术可提高安装槽的槽满率,优化绕组导线的布设空间。
逆变功率模块并联技术可降低功率器件的上限要求,削减安全隐患。
因此,通过集成化、精简化和并联化,永磁同步+异步感应的双电机驱动系统的成本、效率和安全性能得到进一步的提升。
5结束语
为改善纯电动汽车的性能,对国内主要纯电动汽车电机驱动系统的技术特点进行分析,并结合电机技术的主流路线,研究当前电机驱动系统的优化方案。
经探讨,现阶段纯电动汽车电机驱动系统的优化方案应为,采用前置永磁同步电机+后置异步感应电机的双电机驱动,辅以电驱动装置集成化、定子绕组电气绝缘精简化和逆变功率模块并联化。