电动汽车电动机资料PPT学习教案

1、会计学1电动汽车电动机资料电动汽车电动机资料第1页/共26页1、驱动电动机的选择及功率匹配第2页/共26页电机功率的选择电机功率的选择第3页/共26页第4页/共26页第5页/共26页第6页/共26页第7页/共26页第8页/共26页电技电技机术机术系要系要统求统求要有低速大转矩以满足整车起步和爬坡功能；要有低速大转矩以满足整车起步和爬坡功能；要有高效率以降低电机系统的损耗从而提高电机长要有高效率以降低电机系统的损耗从而提高电机长时间运行的能力，降低系统高温退磁的机率时间运行的能力，降低系统高温退磁的机率要有好的抗震性和低噪声，以及宽广的平滑调速调转矩区域要有好的抗震性和低噪声，以及宽广的平滑调速

2、调转矩区域以满足整车各种行驶工况，同时提高整车的平顺性；以满足整车各种行驶工况，同时提高整车的平顺性；对于混合动力车用的电机系统要有好的抗热性，抗周期冲击的性能对于混合动力车用的电机系统要有好的抗热性，抗周期冲击的性能要有高可靠性和耐久性，以满足整车的安全性和长期使用的功能要有高可靠性和耐久性，以满足整车的安全性和长期使用的功能要有高速高功率以满足整车高速行驶的能力要有高速高功率以满足整车高速行驶的能力要有低速大转矩以满足整车起步和爬坡功能；要有低速大转矩以满足整车起步和爬坡功能；整车布置空间限制，尤其是整车轴向整车布置空间限制，尤其是整车轴向空间有限，因此电机系统还有具备高功率密度空间有限，

3、因此电机系统还有具备高功率密度电动机技术要求第9页/共26页第10页/共26页第11页/共26页第12页/共26页他励电动机：他励电动机：励磁线圈与转子电枢的电源分开。励磁线圈与转子电枢的电源分开。并励电动机：并励电动机：励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上励磁线圈与转子电枢并联到同一电源上。串励电动机：串励电动机：励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上。复励电动机：复励电动机：励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。M他励他励UfIfIaUM并励并励UIfM串励串励UM复励复励U直流电动机的类型直流电动

4、机的类型第13页/共26页永磁式：由永久磁铁做成。永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中 通过直流电，形成电磁铁。通过直流电，形成电磁铁。励磁的定义：励磁的定义：磁极上的线圈通以直流电磁极上的线圈通以直流电 产生磁通，称为励磁。产生磁通，称为励磁。第14页/共26页第15页/共26页第16页/共26页第17页/共26页v 易于冷却易于冷却v 寿命长寿命长v 本身成本低，但其本身成本低，但其逆变器成本高逆变器成本高第18页/共26页v 永磁无刷电动机可以分为由永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机方波驱动的无刷直流电动机系统系统(B

5、LDCM)和由和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统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，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。泛的应用，是当前电动汽车专用电动机的研发热点。v BLDCM系统不需要绝对位置传感器，一般采用霍尔元系统不

6、需要绝对位置传感器，一般采用霍尔元件或增量式码盘。件或增量式码盘。PMSM系统需要绝对式码盘或旋转变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。汽车的驱动系统，有极好的应用前景。第19页/共26页第20页/共26页开关磁阻电机驱动系统特点第21页/共26页统的一个标志；n高效率、大容量和高可靠性的永磁材料、设计和制造。第22页/共26页项目项目直流电机直流电机感应电机感应电机永磁电机永磁电

7、机开关磁阻电机开关磁阻电机比功率比功率低低中中高高较高较高峰值效率峰值效率(%)85899495959790负荷效率负荷效率(%)8087909285977886功率因数功率因数(%)-828590936065恒功率区恒功率区-1:51:2.251:3转速范围转速范围(r/min)400060001200015000400010000可可15000可靠性可靠性 一般一般好好优良优良好好结构的坚固性结构的坚固性差差好好一般一般优良优良电机外廓电机外廓大大中中小小小小电机质量电机质量大大中中小小小小电机成本电机成本 ($/kW)108121015610控制操作性能控制操作性能最好最好好好好好好好控

8、制器成本控制器成本低低高高高高一般一般驱动电机的基本性能比较第23页/共26页电机类型电机类型特点特点控制技术控制技术发展趋势发展趋势直流有刷电机直流有刷电机驱动系统驱动系统优点：结构简单，成本低，起步加速牵引力优点：结构简单，成本低，起步加速牵引力大大缺点：有机械换向器缺点：有机械换向器 ，最高速受限，需定，最高速受限，需定期维护保养；体积大期维护保养；体积大脉宽调制技术脉宽调制技术控制系统：较简单控制系统：较简单逐步被替代逐步被替代异步电机驱动异步电机驱动系统系统优点：结构简单、坚固耐用、成本低廉、运优点：结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，转速极限高行可靠，低转矩

9、脉动，低噪声，转速极限高 缺点：低速小负载时效率低；控制系统结构缺点：低速小负载时效率低；控制系统结构负载，故障率高，成本高负载，故障率高，成本高控制技术：控制技术：V/ F V/ F 控制、转差控制、转差频率控制、矢量控制和直、频率控制、矢量控制和直、接转矩控制接转矩控制(DTC)(DTC)和无转速传和无转速传感器的控制法感器的控制法有被其它新型无刷永磁牵引电有被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代的趋势；机驱动系统逐步取代的趋势；美国倾向于采用异步电机驱动美国倾向于采用异步电机驱动系统系统无刷永磁同步无刷永磁同步电机驱动系统电机驱动系统优点：具有较高的功率密度和效率以及宽广优点：具有较

10、高的功率密度和效率以及宽广的调速范围；的调速范围；缺点：但造价较高，永磁材料会有退磁效应，缺点：但造价较高，永磁材料会有退磁效应，抗腐蚀性差，磁场不可变抗腐蚀性差，磁场不可变低速时常采用矢量控制，包低速时常采用矢量控制，包括气隙磁场定向、转子磁链括气隙磁场定向、转子磁链定向、定子磁链定向；高速定向、定子磁链定向；高速时用弱磁控制时用弱磁控制得到日本和美国汽车公司亲睐得到日本和美国汽车公司亲睐已在国内外多种电动车辆中获已在国内外多种电动车辆中获得应用，发展前景十分广阔得应用，发展前景十分广阔 开关磁阻电机开关磁阻电机驱动系统驱动系统 优点：高密度、高效率、轻量化、低成本、优点：高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速宽调速缺点：但具有高度的非线性缺点：但具有高度的非线性应用较多的是智能控制，如应用较多的是智能控制，如神经网络