车用驱动技术 课件1

绪论目录CONTENTS1车用驱动电机类型与结构2车用电机驱动系统的国内外发展趋势目录CONTENTS1车用驱动电机类型与结构车用电机驱动系统组成1.1电池、电机、电控是电动汽车的核心组成部分，车用电机驱动系统是实现电动汽车动力传递和控制的关键系统。1．驱动电机驱动电机是电机驱动系统的核心执行部件。永磁同步电机因其高效率、高功率密度和高可靠性等优点，在电动汽车领域得到了广泛应用。2．电机控制器电机控制器能够实时监测自身温度、电机的运行温度以及转子位置等信息。实时调节驱动电机的输出扭矩，以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。驱动电机的主要类型1.2电动汽车最早采用的是直流电机。随着电力电子技术和自动控制技术的发展以及电动汽车技术要求的提高，无刷直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻式电机等在电动汽车中广泛应用。项目直流电机交流异步电机永磁同步电机开关磁阻电机功率密度低中高较高峰值效率（%）85～8994～9595～9785～92最高转速范围/rpm4000～60009000～180004000～18000≥18000调速性能好好好好可靠性一般高较高高结构坚固性差好一般好尺寸及重量大一般小小电机成本高较低高较低控制器成本低高高较高主要车用驱动电机特性比较驱动电机结构1.31.直流电机直流电机由定子和转子两部分组成，定子主要由主磁极、励磁绕组、换向极、换向极绕组构成；转子主要包括电枢铁芯和电枢绕组。驱动电机结构1.32.交流异步电机定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成。转子是电机内部的旋转部分，通常是“鼠笼”式结构，由一系列铜或铝条组成，它们构成闭合回路，位于铁芯槽中驱动电机结构1.33.永磁同步电机定子由永磁同步电机的定子与交流异步电机的定子结构类似，包含多层绕有绝缘线的绕组，这些绕组在接入交流电后会产生旋转磁场。转子内部嵌有永磁体，通常使用高性能的稀土材料（如钕铁硼）。这些永磁体可以提供恒定磁场，无需额外的电源。驱动电机结构1.34.开关磁阻电机开关磁阻电机是一种基于磁阻变化来产生扭矩的电机，定子上有多组绕组，而转子则是由铁质材料制成，没有绕组或永磁体。图所示的是转子6齿数的开关磁阻电机。电机控制器主要结构1.4电机控制器内部由控制、驱动、功率转换三大模块组成，还兼有电流传感器、薄膜电容、直/交流母排等其他组成部分。电机控制器主要结构1.4控制模块的核心是控制电路板。控制模块由低压电源供电，接受并处理传感器采集的电机电流、电压、转速等信号，和其他控制单元进行信息交互和传输，然后进行逻辑运算，根据电机的当前状态和目标状态，按照转矩、转速或位置的控制方式使电机正常运转。1．控制模块电机控制器主要结构1.4驱动模块的主要部件是驱动电路板，驱动电路板受高压电源供电，其主要功能是接受并执行来自控制电路板输出的控制信号，将其进行功率放大和电压放大，转变为驱动信号，输出转换后的驱动信号进而驱动电机。2．驱动模块电机控制器主要结构1.4功率逆变模块的主要器件是功率器件，首先接受来自驱动模块的驱动信号，在驱动信号的作用下将从快接插头、铜母排引入控制器的高压直流电转变为三相交流电，然后经过U、V、W三相铜排和接头将电能输入至驱动电机3．功率模块电机控制器主要结构1.4电流传感器是电机控制器电子控制模块的重要组成部分，其功能是对控制器系统的母线电流和三相电流进行实时检测4．电流传感器5．交/直流铜排承担高压区大电流的传导，其与直流电接口和三相电接口相连，保证电流在驱动模块和输入母线以及输出三相电之间传递的稳定性。目录CONTENTS2车用电机驱动系统的国内外发展趋势驱动电机发展趋势2.11．扁线绕组扁线绕组电机因其槽满率高、效率高、NVH（噪声、振动与声振粗糙度）性能好、导热性好、绕组刚度好等优点，正在越来越多地应用于新能源汽车领域。扁线电机绕组铜条Hairpin绕组S-winding扁线电机定子I-pin扁线电机定子驱动电机发展趋势2.12．油冷电机油冷电机通过绕组端部直接喷油或铁芯中设置油道等冷却方式，可以显著缩短电机槽内绕组的传热路径，有效降低温度梯度3．超高速轴承技术随着新能源汽车轻量化、小型化、高速化发展，对电机轴承提出了更高的要求，为了满足电机的高速化要求，并且能够使电机适应严苛的运行条件，众多轴承制造商研发了许多超高速轴承。SKF推出的高速球轴承电机控制器发展趋势2.21.SIC功率器件的应用SiC具有高热导率、耐高温性、禁带宽度大、高击穿电场强度和饱和电子漂移速率大等特性。其结温耐受高达225℃或更高，SiC器件的开关损耗和导通损耗显著降低。2．智能门极驱动技术主要特点包括主动门极控制和监控诊断功能，通过将IGBT的开关过程细分为多个阶段进行精细化控制，以最小化对其他参数的负面影响。电驱动总成技术发展趋势2.31.三合一电驱动系统三合一电驱动系统是一种高度集成的驱动解决方案，将电机、电控（控制器）和减速器整合到一个紧凑的单元中，显著减少了系统的整体尺寸和重量，从而提高了空间利用率。2.多合一电驱动系统在三合一系统的基础上，逐步集成车载充电器（OBC）、DC-DC转换器、电池管理系统（BMS）、高压配电单元、整车控制器等，最终形成了七合一甚至八合一系统。电驱动总成技术发展趋势2.3部件三合一五合一六合一七合一八合一电机√√√√√电机控制器（%）

（）√√√√√减速器√√√√√车载充电器

√√√√DC-DC转换器