汽车电驱动技术 第五章 电动汽车的电机驱动系统
新能源汽车电机板块培训 ppt课件
二、电机介绍
3、分类 永磁无刷直流电动机：
• 现状：在电动车中有一定应用。 • 案例：如BWM EI • 优点：没有励磁损耗、散热容易，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。永磁无刷直流电动机与其它电动机系统相比具有更高的能量密 度和更高的效率。 • 缺点：驱动控制系统复杂, 造价高。而且永磁电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永 磁电动机的功率范围较小，电动机本身价格较高，可靠地控制器价格也较高。
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二、电机介绍
2、性能特性
控制信号流
动力电源流向 机械方式连接
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二、电机介绍
2、性能特性
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二、电机介绍
3、类
汽车常用电动机：
• 直流电动机 • 永磁同步电机 • 交流三相感应电动机 • 永磁无刷直流电动机 • 开关磁阻电动机 • 外转子双凸极永磁电动机
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二、电机介绍
3、分类 永磁同步电机：
• 换向器：换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作 用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。
• 电刷：电枢电路的引入装置 • 电枢铁芯：是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分； • 电枢绕组：由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直
流电动机的电路部分，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分 • 励磁：为电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁
• 现状：目前在小型电动车及混合动力车中应用较多的电机大型车中也有部分应用 • 案例：丰田的Prius、福田 BJ6123EVCA8 • 优点：永磁同步电动机具有高的功率/质量比, 比其他类型的电动机有更高的效率,更大的输出
转矩, 电动机的极限转速和制动性能等优于其他类型的电动机。结构更加简单, 性能更加可靠、 体积更小, 质量更轻。 • 缺点：永磁同步电动机的功率范围较小, 最大功率仅为几十千瓦。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, 将严重降低永磁同步电动机的性 能, 甚至损坏电动机。大功率永磁同步电机驱动、控制系统复杂，造价较高。
简述电动汽车对驱动电机的要求
简述电动汽车对驱动电机的要求电动汽车作为一种环保、高效的交通工具，其核心部件之一就是驱动电机。
驱动电机是电动汽车的心脏，直接影响着汽车的性能和驾驶体验。
因此，对于电动汽车来说，驱动电机有着一些重要的要求。
电动汽车对驱动电机有着高效的要求。
高效的驱动电机可以提供更大的功率输出，使电动汽车在加速和爬坡时具有更好的性能。
此外，高效的驱动电机还可以减少能源的消耗，延长电池的续航里程。
因此，电动汽车对驱动电机的效率要求非常高。
电动汽车对驱动电机有着高扭矩的要求。
扭矩是驱动车辆运动的关键力量，足够的扭矩可以使电动汽车在起步和加速时更加迅猛，提供更好的驾驶体验。
此外，高扭矩还可以提高电动汽车的爬坡能力和超车能力，增强其在实际道路条件下的操控性能。
电动汽车对驱动电机有着高可靠性的要求。
可靠性是电动汽车的基本要求之一，驱动电机是电动汽车最为关键的部件之一，其可靠性直接影响着电动汽车的使用寿命和安全性。
因此，电动汽车对驱动电机的可靠性要求非常高，需要具备高耐久性、低故障率和长寿命等特点。
电动汽车对驱动电机还有着轻量化的要求。
轻量化可以减轻电动汽车的整体重量，降低能源消耗，提高续航里程。
因此，电动汽车对驱动电机的重量要求相对较低，需要使用轻量化的材料和结构设计，以提高电动汽车的整体性能。
电动汽车对驱动电机还有着低噪音和低振动的要求。
相比传统汽车的内燃机，电动汽车的驱动电机具有更低的噪音和振动水平。
这不仅可以提升乘坐舒适度，还可以减少对驾驶员和乘客的身体健康产生的潜在影响。
电动汽车对驱动电机有着高效、高扭矩、高可靠性、轻量化、低噪音和低振动等要求。
这些要求旨在提高电动汽车的性能、续航里程和驾驶体验，推动电动汽车的进一步发展和普及。
随着科技的不断进步和创新，相信未来的驱动电机将会更加符合这些要求，并为电动汽车的发展做出更大的贡献。
4 电动汽车电动机
定子
产生磁场，由定子铁心、定子绕组、铁心外侧的外壳、支承转子轴 的轴承组成。
转子
转子绕组有笼型和绕线型两种
异步电动机特点
效率高 结构简单 坚实可靠 免维护 体积小 重量轻
易于冷却 寿命长 本身成本低，但其 逆变器成本高
永磁同步电动机
永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系 统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统 (PMSM)，其中以永磁同步电机应用最为广泛目前，由 日本研制的电动汽车主要采用这种电机。如丰田的Prius 混联汽车。它们都具有较高的功率密度，其控制方式与感 应电机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用， 是当前电动汽车专用电动机的研发热点。 BLDCM系统不需要绝对位置传感器，一般采用霍尔元件 或增量式码盘。PMSM系统需要绝对式码盘或旋转变压 器等转子位置传感器，这类电机具有较高的能量密度和效 率，其体积小、惯性小、响应快，非常适用于电动汽车的 驱动系统，有极好的应用前景。
交流永磁电机驱动系统特点
优点 高质量比功率，高效率等。 缺点 控制系统复杂，成本高，功率范围较小等。
开关磁阻电机驱动系统特点
优点 ◇高起动转矩、低起动电流 ◇高效率、低损耗 ◇电机结构简单，适应于高速运转，成本低 ◇电机功率电路简单 ◇可靠性好 ◇良好的适应性 缺点 控制系统复杂，输出转矩波动较大，振动大、噪声大等。
电机驱动系统总结
目前电动汽车电驱动系统的研究主要集中在以下几 个方面： 无速度传感器、无位移传感器的交流驱动系统是今 后发展方向之一； 效率优化控制，在电动汽车上显得特别重要； 电机参数的自动测量、控制系统参数的自动整定是 高性能控制系统的一个标志； 高效率、大容量和高可靠性的永磁材料、设计和制 造。
新能源汽车的驱动及传动系统概述(车辆工程专业论文)
新能源汽车的驱动及传动系统概述
我国汽车正处于高速发展时期，与汽车保有量飞速增加相反的是汽车带来的一系列问题，比如能源紧张问题、城市空气污染、噪声污染问题等等。
在这个背景下，新能源汽车以其能耗小、使用清洁能源、噪声小等特点得到了国家的大力重视。
新能源汽车分为很多种，包括替代燃料汽车、电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车等等。
其中，混合动力汽车中又包含很多不同种类与不同程度的混合，如强混、弱混、增程式等等。
按照汽车的构造，汽车的驱动应该包括：动力产生部分（发动机）、动力传递部分（传动系）和动力执行部分（行驶系）三类。
在新能源汽车领域，动力产生部分发生了很大的变化，新能源汽车的发动机与传统汽车的发动机相比，具有非常明显的变化，而相应的动力传递部分也会相应发生变化。
以下将简单对新能源汽车的驱动与传动系统分别进行阐述。
一、驱动系统
对于不同的动力源，汽车的驱动系统是不一样的。
现阶段的新能源汽车驱动系统有电机、燃料电池发动机、传统燃料发动机与电机相结合等等。
接下来我将分情况对驱动系统做一个简单的概述。
1.电机
电动汽车系统可分为三个子系统，即电驱动子系统、主能源子系统和辅助控制子系统。
其中，电驱动子系统又由电控单元、功率转换器、电动机、机械传动装置和驱动车轮组成；主能源子系统由主电源、电源管理系统和充电系统构成;辅助控制子系统具有动力转向、温度控制和辅助动力供给等功能[9]。
典型电动汽车的基本结构如下图所示。
图1 典型电动汽车的基本结构
从图中可以分析出，从制动踏板和加速踏板输人的信号，电子控制器发出相应的控制指。
电动汽车
瑞麒M1-EV
瑞麒M1-EV是奇瑞公司推出的首款高速纯电动汽车，在动力系统 方面，整车搭载了336V40Kw大功率电驱动系统，配备了40Ah高性 能磷酸铁锂电池，使用过程中充电方式对消费者来说也非常的快捷和 方便，利用220V民用充电即可，充电时间一般在4-6小时；也还可以 进行快速充电，半个小时即可充到电池电量的80%。
4. 锂蓄电池：体积小、质量比能量和质量比功率 高、电压高、无污染等优点，缺点是不能快速 充电，可靠性、安全性差，成本高，技术不成 熟。 5. 飞轮电池：90年代才提出的新概念电池，它突 破了化学电池 的局限，用物理方法实现储能。 众所周知，当飞轮以一定角速度 旋转时，它就 具有一定的动能。飞轮电池正是以其动能转换 成电 能的。高技术型的飞轮用于储存电能，就 很像标准电池。
图5-4 燃料电池的工作原理
GL4
2.燃料电池的燃料
燃料电池的燃料主要有氢气(H2)、甲醇(CH3OH)、汽油和其他类型 的碳氢化合物。 氢气(H2)是燃料电池最佳燃料，直接使用氢可以使燃料电池辅助 系统大大简化，效率提高，无排放污染。但目前氢的制取工艺较 复杂，成本也较高。若将氢气储存在车载压缩罐内，则压缩罐的 体积大，续驶里程短；若将氢气低温液化，采用液态储带，则难 度大、费用高。 甲醇和汽油都是碳氢化合物，通过重整器可将甲醇和汽油中的氢 转化出来，再送入燃料电池转换成电能，这比直接携带氢气更为 方便和经济。 天然气是生产甲醇最常用的原料。天然气的储存、保管、充加、 携带和运输都很丌方便，然而将其转化为液体甲醇后，储存、保 管、充加、携带和运输则很方便。
GL4
混合电动汽车（HEV）
从世界范围内电动汽车的发展过程看，电动汽车的 研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的。但 由于纯电动汽车是从单独依靠蓄电池供电的，而目前动 力电池的性能和价格还没有取得重大突破，因此，纯电 动汽车的发展没有达到预期的目的。目前燃料电池研究 还没有取得重大突破，燃料电池电动汽车的发展也受到 了限制。 在此情况下，混合动力汽车成为电动汽车开发过程 中最有可能市场化的一种新车型，它将现有内燃机与一 定容量的储能器件通过先进控制系统相组合，可以大幅 度降低油耗，减少污染物排放。国外普遍认为它是投资 少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、 市场接受度高的主流清洁车型，从而引起各大汽车公司 的关注。
新能源汽车的动力系统及控制可修改全文
开关磁阻电机及其控制系统
开关磁阻电动机驱动系统是高性能机电一体化系统， 主要由开关磁阻电动机、功率变换器、传感器和控 制器四部分组成。
开关磁组电机结构 1-外壳；2-定子；3-转子
关磁阻电机的控制
开关磁阻电机具有明显的非线性 特性，系统难于建模，一般的线 性控制方式不适于采用开关磁阻 电机的驱动系统。主要控制方式 有模糊逻辑控制和神经网络控制 等。
OPTION
04 金融企业的运营优化：包括市场和渠道分析优化、产品和服务优化、舆情分析。
OPTION
2.3 大数据的应用
制造行业
大数据在制造行业的应用包括诊断与预测产品故障、分析工艺流程、改进生产工艺、 优化生产过程能耗和工业供应链分析与优化等，从而帮助企业提升工业制造的水平。
2.3 大数据的应用
驱动电机
电磁型电 机
非电磁型 电机
直流电机
交直流两 用电机
交流电机
步进电机
超声波电 机
雅典执行 器
磁致伸缩 执行器
静电执行 器
电磁铁型 直流电机
永磁直流 电机
交流整流 式电机
感应电机
同步电机
可变磁阻 型永磁型混合型带电刷直 流电机
无刷直流 电机
三相感应 电机
两项感应 电机
单项感应 电机
绕组磁场 型电机
目录 /Contents
1
人工智能
2
大数据
3
云计算
4
拓展知识——人工智能、大数据和云计算三者间的关系
5
课后练习
2.1 大数据的特点
规模大
1
2
价值大
速度快
4
3 多样性
2.2 大数据的技术组成
电动汽车工作原理
电动汽车工作原理
电动汽车工作原理是通过电能驱动电动机转动来推动车辆前进。
与传统的燃油汽车不同，电动汽车不依赖于内燃机燃烧燃料产生动力，而是通过蓄电池或燃料电池等储存设备储存的电能来实现驱动。
以下是电动汽车的工作原理：
1. 电池供电：电动汽车搭载的电池组是储存电能的主要装置。
当车辆运行时，电池组会向电动机提供所需的直流电。
目前市面上常见的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池等。
2. 电动机驱动：电池组提供的直流电通过电控系统转换为电动机所需的交流电。
电动机是电动汽车的动力装置，它将电能转化为机械能，驱动车辆前进。
电动汽车通常采用交流异步电动机或永磁同步电动机。
3. 控制系统：控制系统是电动汽车的大脑，负责监测车辆状况、控制电池供电、电机运行和车辆驾驶等方面。
控制系统可以根据驾驶者的要求调节电机的转速、扭矩和制动力，以实现驾驶的顺畅和节能。
4. 能量回收：电动汽车采用能量回收系统，利用制动时产生的动能将部分能量转化为电能并储存到电池中。
这种能量回收技术可以提高车辆的能源利用效率，延长电池的续航里程。
总体来说，电动汽车通过电能驱动电动机工作，不仅减少了尾气排放和环境污染，还具有低噪音、高能效等优点。
然而，电
池技术的进一步发展、充电桩建设以及电动汽车续航里程等问题仍然是推广电动汽车的挑战。
电子课件新能源汽车驱动电机与控制技术学习情境二新能源汽车电机驱动系统与传动系统
目前纯电动汽车驱动电机分为传统驱动布置形式、电机与驱动桥组合驱动布 置形式、电机与驱动桥集成驱动布置形式、轮边电机驱动布置形式、轮毂电机 驱动布置形式等。
1.霍尔传感器 霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应 的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年 在研究金属的导电机构时发现的。后来人们发现半导体、导电流体等也有这 种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这一现象制成的各种霍尔 元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。
学习情境二
新能源汽车电机驱动系统与传动系统
学习情景描述
大家都知道新能源汽车依靠电机驱动，那么它的电机驱动系统与传动系统 和传统汽车相比会有哪些不一样的地方呢？作为一种新车型，新能源汽车到 底有哪些方面的优势呢？
பைடு நூலகம்
目标和任务
学习目标
1.了解电机驱动系统的特点和技术参数； 2.掌握新能源汽车的传动系统的种类； 3.了解电机驱动系统的控制策略； 4.掌握转子位置传感器的工作原理。
图2-3电机与驱动桥组合驱动布置形式
资讯二 新能源汽车传动系统简介
3.电机与驱动桥集成驱动布置形式
把电机、固定速比减速器和差速器 集成为一个整体，并与驱动轴同轴， 通过两根半轴驱动车轮，称为电机与 驱动桥集成驱动系统，其布置形式如 图2-4所示。把集成系统组成后驱动桥， 安装在后车轴位置。这种布置形式有 同轴式和双联式两种。
资讯二 新能源汽车传动系统简介
4.轮边电机驱动布置形式