第3章驱动电机-电动汽车ppt课件

1、第3章 驱动电机3.1 电机分类3.2 直流电机3.3 交流异步电机3.4 永磁同步电机3.5 开关磁阻电机3.6 轮毂电机技术3.7 电动汽车的再生制动.3.1 电机分类驱动电机：即电动机，也称马达，将电能机械能电动汽车常用直流电机永磁同步电机交流异步电机开关磁阻电机.表3-1 电动汽车常用驱动电机的性能比较.电动汽车用驱动电机的任务环境特点：1电机工况变化频繁2电机在冲击、振动的环境下任务3车载电源能量有限4电机本身也是负载.对电动汽车用驱动电机要求：1高比功率2高效率3高可靠性4高电压5高电气系统平安性.电动汽车电机产品称号代号 SYT：铁氧体永磁式直流伺服电动机 SYX：稀土永磁式直流

2、伺服电动机 SXPT：铁氧体永磁式线绕盘式直流电动机 SXPX：稀土永磁式线绕盘式直流电 SWT：铁氧体永磁式无刷直流伺服电动机 SWX：稀土永磁式无刷直流伺服电动机 SN：印制绕组直流伺服电动机 SR：开关磁阻电动机 YX：三相异步电动机.3.2 直流电机组成：定子 转子 换向器3.2.1 直流电机的构造.凸极转子与隐极转子.电动汽车用无刷直流电机 .1、定子：也称主磁极，由磁极铁芯和磁极绕组构成。1主磁极：在定子和转子间的气隙中建立磁场，使得通电电枢产生电磁转矩。铁芯和绕组2电刷组件：将直流电引向转动的电枢绕组，并与换向器配合，使得电枢绕组的电流及时换向。.2、转子：也称电枢，由电枢铁芯和

3、电枢绕组构成。1电枢铁芯：厚度为0.35-0.5mm的硅钢片叠装而成。2电枢绕组：通电后产生电磁转矩，转矩带动电枢绕组运动。.转子总成.3、换向器：使电枢绕组中的电流及时换向，将从电刷输入的直流电转换为电枢绕组的交流电。.电刷和换向器.3.2.2 直流电机的根本原理.3.2.3 直流电机的特点1、与交流电机、无刷直流电机及开关磁阻电机相比，优点如下：1调速性能良好2起动性能好3具有较宽的恒功率范围4控制较为简单5价钱廉价.2、主要缺陷：1效率低2维护任务量大3转速低4质量和体积大.3.2.4 直流电机的控制1、电枢电压调理法1改动电枢电压控制电机的转速。2适用于额定转速以下的调速。3降低电压电

4、枢电流电磁转矩电枢转速。.2、磁场调理法1经过调理磁极绕组励磁电流，改动磁极磁通量来调理电机的转速。2适用于额定转速以上的转速控制。3、电枢回路电阻调理法1在磁极绕组励磁电流不变的情况下，改动电枢回路的电阻，使电枢电流变化来实现电机转速的调理。2很少在电动汽车上采用。.3.2.5 直流电机在电动汽车上的运用1、城市无轨电车2、电动叉车3、电动观光车4、电动巡查车.3.3 交流异步电机组成：定子 转子3.3.1 交流异步电机的构造.1、定子：由外壳、定子铁心和定子绕组构成。1定子铁心：硅钢片，0.35-0.5mm厚，叠亚而成。2定子绕组：三相，相互间隔120，对称陈列，构造完全一样。.2、转子：

5、由转子绕组和转子铁心组成。.3.3.2 交流异步电机的根本原理.3.3.3 交流异步电机的特点1、与有刷直流电机相比，优点如下：1效率较高2构造简单、体积较小，质量轻3任务可靠、运用寿命长4免维护2、缺陷：1调速性能相对较差2配用的控制器本钱较高.3.3.4 交流异步电机的控制1、矢量控制1模拟直流电机。2控制实际完善，日趋成熟，可根本满足电动汽车的动力性要求。2、直接转矩控制1对磁链和转矩直接控制。2简化了控制构造，动态呼应快。3低速时，存在转矩脉动，负载才干下降。.3.3.5 交流异步电机在电动汽车中的运用1、运用广泛，运转可靠，转速高，本钱低，是电动汽车用驱动系统的理想选择。2、适用于大

6、功率、低速车辆，尤其是驱动系统功率需求较大的大型电动客车，如：广汽GZ6120EV1，、金龙XMQ6126YE、申沃SWB6121EV2等。.3.4 永磁同步电机组成：定子 转子3.4.1 永磁同步电机的构造与交流异步电机类似.雪铁龙C-Zero微型纯电动轿车永磁同步电机 .1、定子：由铁心和三相绕组构成。与交流异步电机类似.2、转子：永久磁铁.3.4.2 永磁同步电机的根本原理与交流异步电机根本一样 定子绕组输入三相正弦交流电产生旋转磁场与永磁转子磁场作用转子产生转矩转子随定子的旋转磁场转动即转子的转动与旋转磁场同步。.3.4.3 永磁同步电机的特点1、可在很低的转速下同步运转，调速范围宽。

7、2、效率高、功率密度大。3、瞬态特性通常都比较好。4、具有良好的机械特性。5、构造多样化。与交流异步电机相比：本钱高、起动困难。.3.4.4 永磁同步电机的控制1、矢量控制2、直接转矩控制3、恒压频比开环控制3.4.5 永磁同步电机在电动汽车上的运用丰田2021普锐斯，本田INSIGHT，日产LTIMA奥迪A8 Hybrid、宝马Active Hybird 7比亚迪E6、北汽C30.电动版福克斯的根本构造与我们之前引见过的其它电动车大同小异，不过前置的电动机是一套拥有更小体积、分量的永磁同步电动机，当然，它也有更强的功率密度、转矩惯量以及过载才干，同时经过量产化以及资料的优化，其制造本钱也有了

8、大幅度削减； .3.5 开关磁阻电机组成：定子 转子 电子开关3.5.1 开关磁阻电机的构造.1、转子：由导磁性能良好的硅钢片叠压而成，转子凸极上无绕组。 转子的凸极个数为偶数，最少4个2对，最多16个8对。.2、定子：由定子铁心和定子绕组组成。 定子的凸极个数为偶数，最少6个，最多18个。.3.5.2 开关磁阻电机的原理1、定子绕组按照DA B C的顺序通电，转子逆着励磁顺序以逆时针方向延续旋转。2、假设按B A D C的顺序通电，那么转子会沿着顺时针方向转动。.3.5.3 开关磁阻电机的特点1、再生制动才干较强，在高速运转区域内能坚持较强的制动才干。2、电机驱动系统散热性好，功率密度大，减

9、少了奠基的体积和分量，节省了电动汽车的有效空间。3、能在很宽的功率和转速范围内坚持高效率，有效提高电动汽车一次充电的续驶里程。4、控制特性良好，容易智能化。5、构造简单，本钱低，制造工艺简单。6、可控参数多，调速性能好，适于频繁起动、停顿及正反转运转。.3.5.4 开关磁阻电机的控制 电机的运转不是单纯的发电或电动过程，而是将两者有机结合在一同的控制过程。1、角度控制法APC：电压坚持不变，对开通角和关断角进展控制。不适宜低速工况。2、电流斩波控制法CCC：开通角和关断角不变，靠控制斩波电流的大小调理电流的峰值。3、电压控制法VC：在主开关的控制信号中参与PWM信号，调理占空比来调理绕组端电压

10、大小，从而改动相电流值。.3.5.5 开关磁阻电机在电动汽车中的运用1、转子没有绕组和永磁体，构造是四种电机中最巩固的。2、制造简单、本钱低、散热特性较好。3、效率比直流和交流电机高，可在较宽的功率和转速范围内高效率运转，符合电动汽车的驱动要求。4、任务时产生较大的噪声和振动。5、目前没有产业化车型运用该电机。其运用领域处在不断拓展中。.3.6 轮毂电机技术1、也称为车轮内装式电机。2、将电机、传动系统和制动系统融为一体。3、是电动汽车的最终驱动方式。4、可采用永磁无刷、直流无刷、开关磁阻等电机类型。.3.6.1 轮毂电机的构造分类：内转子电机和外转子电机1、内转子式轮毂电机.1采用高速内转子

11、电机。2配备固定传动比的减速器，转速高达10000r/min。3优点：比功率较高、质量轻、体积小、噪声小、本钱低等。4缺陷：必需采用减速安装，运用效率低，非簧载质量大，最高转速受线圈损耗、摩擦损耗及变速机构的接受才干等限制。5运用：在电动汽车中有运用，在功率密度方面比低速外转子式更具竞争力。.2、外转子式轮毂电机.1采用低速外转子电机。2外转子与车轮的轮辋固定或集成在一同，车轮转速与电机一样，电机最高转速在1000-1500r/min间。3优点：构造简单、轴向尺寸小，能在很宽的速度范围内控制转矩，呼应速度快，没有减速机构，效率高。4缺陷：要获得较大的转矩，必需增大电机的体积和分量，本钱高。5运

12、用：在电动汽车中有运用。.3.6.2 轮毂电机技术的特点1、更方便的底盘布置，更灵敏的供电系统。2、更好的汽车底盘自动控制性能。3、最优的驱动力分配。一、优点：1、增大了非簧载质量。2、制动才干有限，仍需液压制动系统。二、缺陷：.3.6.3 轮毂电机的驱动方式1、减速驱动1电机在高速下运转，选用高速内转子式电机。2减速机构放置在电机和车轮之间，可减速和增矩。3适宜于丘陵或山区运用，及要求过载才干大和城区客车等需求频繁起动/停车等场所。.2、直接驱动1多采用外转子式电机。2适宜平路或负荷较小的场所。.3.6.4 轮毂电机在电动汽车中的运用11900年，保时捷首先制造了前轮配备轮毂电机的电动汽车。220世纪70年代，用于矿山运输车。3日本：本田FCX concept