电动汽车电机驱动技术

第六章电动汽车电机驱动技术PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

6.1电动汽车电机驱动系统概述新能源汽车与传统汽车相比，有那些不同？新能源汽车一般情况下，是将驱动电机取代发动机，使用电机控制器将电能转换为机械能来驱动汽车行驶。发动机底盘车身电器电机底盘车身电器控制器（ECU）传统汽车新能源汽车6.1电动汽车电机驱动系统概述6.1电动汽车电机驱动系统概述新能源汽车电机驱动系统主要由哪些部分组成？机械系统：机械传动、车轮等电气系统：电机、功率转换器、电子控制器6.1电动汽车电机驱动系统概述电动汽车驱动原理分类：电动汽车：主要以动力电池为能源源、全部或部分由电机驱动的汽车。电动汽车纯电动汽车（EV）混合动力电动汽车（HEV）燃料电池电动汽车（FCEV）插电式（PHEV）非插电式6.1电动汽车电机驱动系统概述基本结构蓄电池逆变器驱动电机驱动轴6.1电动汽车电机驱动系统概述蓄电池逆变器驱动电机驱动轴蓄电池发动机串联式混合动力电动汽车特点：单一的动力装置，两个以上能量源6.1电动汽车电机驱动系统概述串联式驱动系统示意图6.1电动汽车电机驱动系统概述串联式典型车型介绍CoasterSHEV的外形6.1电动汽车电机驱动系统概述串联式混合动力电动汽车蓄电池逆变器驱动电机驱动轴发动机耦合器并联式驱动系统示意图6.1电动汽车电机驱动系统概述6.1电动汽车电机驱动系统概述并联式驱动系统组合驱动方式6.1电动汽车电机驱动系统概述插电式混合动力电动汽车

概念：可以利用电力网（包括家用电源插座）进行补充充电的混合动力电动汽车。特点：

（1）低噪音、低排放

（2）介于常规混合动力和纯电动之间

（3）利用晚间“谷电”，降低使用成本

（4）动力电池需要具有深充和深放的能力6.1电动汽车电机驱动系统概述燃料电池电动汽车组成：燃料电池发电机、燃料储存装置、驱动电机、动力电池等。6.1电动汽车电机驱动系统概述燃料电池电动汽车的基本结构6.1电动汽车电机驱动系统概述6.1电动汽车电机驱动系统概述6.1电动汽车电机驱动系统概述帕萨特领驭燃料电动车动力源6.1电动汽车电机驱动系统概述控制信号流动力电源流向机械方式连接6.1电动汽车电机驱动系统概述电动汽车对驱动电机的性能要求1、体积小、重量轻2、在整个运行范围内的高效率3、低转速大转矩特性及宽范围内的恒定功率特性4、高可靠性5、低价格6、高电压7、高转速铝制外壳DCDC6.2电动汽车驱动电机电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏，是把电能转化为机械能来驱动车辆的部件。它的任务是在驾驶人的控制下，高效率地将动力电池的能量转化为车轮的动能，或者将车轮上的动能反馈到动力电池中。电能和机械能的相互转化在电机转子和定子间的气隙形成。

目前电动汽车常用的电机及其驱动控制系统有4种：

1）直流电机驱动系统，电机控制一般采用脉宽调制（PWM)控制方式。要点：电源---直流，控制方式---PWM脉宽调制励磁方式：1.永久磁铁2.励磁绕组6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机什么是直流电机？6.2电动汽车驱动电机定义：将直流电能和机械能相互转化的旋转电机，它可用作电动机或发电机直流电机的用途1.作电源用——直流发电机2.作动力用——直流电动机

3.信号的传递作为测量元件——直流测速发电机作为执行元件——直流伺服电动机直流电机的优缺点优点：直流发电机的电势波形较好，电磁干扰较小。直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。缺点：由于存在换向器，其制造、维护复杂，价格较高。6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机他励：励磁绕组与电枢绕组无关他励式发电机nrfI=IaIa－－电枢电流If－－励磁电流IfIaRfRLIUEa并励式电动机6.2电动汽车驱动电机串励式电动机并励：励磁绕组与电枢绕组并联

串励：励磁绕组与电枢绕组串联基本转速ne以下为恒转矩区，基本转速ne以上为恒功率区。在恒转矩区，励磁电流保持不变，通过改变电枢电压来控制转矩。在高速恒功率区，电枢电压不变，通过改变励磁电流或弱磁来控制转矩。它的这种特性很适合汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求，而且直流电机结构简单，易于平滑调速，控制技技术成熟。6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机一、电流电枢绕组基本知识作用：电枢绕组——功率绕组。当电枢绕组在磁场中旋转时将感应电势，当电枢绕组中流通电流时，电流和气隙磁场相互作用将产生电磁转矩。通过电枢绕组直流电机进行电功率和机械功率的转换。特点：直流绕组是闭合绕组。每个元件的两端点分别连接在两换向片上，每个换向片连接两个元件，各元件依一定规律依次连接，形成闭合回路。6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机b)idOEudwtIdOwtaqd2）交流感应电机驱动系统，电机控制一般采用矢量控制或直接转矩控制的变频调速控制方式。3）交流永磁电机驱动系统，包括永磁同步电机控制系统和水磁光明方波电机控制系统，其中永磁同步电机控制一般采用矢量控制方法，永磁无刷方波电机控制方法与直流电机控制相似。4)开关磁阻电机驱动系统，电机控制一般采用模糊滑模控制方法。6.2电动汽车驱动电机6.2电动汽车驱动电机电动汽车的电机驱动系统与传统工业电机驱动系统差别较大，特点如下：

1）以电机转矩或转速为控制目标，加速踏板、制动踏板和转向盘的给定位置是电机转矩或转速的目标值，要求转矩响应快，波动小，稳定性好。

2）要求电机具有较宽的调速范围，最高转速是基速的2倍以上，电机要能四象限工作。

3）为保证汽车动力性好，要求电机低速大转矩输出，并能具有较大的过载距力，较长的过载时间，过载系数达2倍以上，过载时间达3min以上，为保证最高车速，要求电机基速以上处于一定恒功率输出

4），电机驱动系统要求有高的功率密度和宽转速范围高效工作区，系统效生大于80%的转速区大于75%。

5）电机驱动系统可靠性好，电磁兼容性好，易于维护。矢量控制由于异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。上世纪60年代末由达姆斯塔特工业大学（TUDarmstadt）的K.Hasse提出矢量控制。在70年代初由西门子工程师F.Blaschke在布伦瑞克工业大学(TUBraunschweig)发表的博士论文中提出三相电机磁场定向控制方法，通过异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。永磁同步电机定子铁芯与转子铁芯6.3永磁同步电机永磁同步电机定子铁芯与转子铁芯立体图6.3永磁同步电机嵌好绕组的永磁电机定子铁芯6.3永磁同步电机永磁同步电机的剖视图6.3永磁无刷直流电机（BLDC）内定子铁芯与外永磁转子6.3永磁无刷直流电机（BLDC）有线圈的内定子与霍尔元件6.3永磁无刷直流电机（BLDC）电机组合在一起的的内定子与外转子6.3永磁无刷直流电机（BLDC）八线制：控制器直流电源2根（REF+，REF-），霍尔传感器3根

（HALL-A/B/C），电机三对绕组3根（A/B/C）6.3矢量控制（FOC）矢量控控制基本原理FOC控制的基本思路基：模拟直流电机的控制方法进行控制，根据线性变换以及变换前后磁势和功率不变的原则，通过正交变换将a-b-c三相坐标下的数学模型变成α-β二相静止坐标系（Clarke)的模型，然后通过旋转变换将二相静止坐标系的模型变成两相旋转坐标系（Park）的模型（d-q)。在α-β/d-