一文精通新能源汽车电机电控系统
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新能源汽车基本构造及原理之电源系统知识新能源汽车是指使用新能源替代传统燃料的汽车,其中最常见的新能源是电力。
新能源汽车的电源系统是其最重要的组成部分,它提供电能给汽车的动力系统,驱动车辆行驶。
本文将从基本构造和原理两个方面介绍新能源汽车的电源系统知识。
一、基本构造新能源汽车的电源系统主要由电池组、电控系统和电动机组成。
1. 电池组电池组是新能源汽车电源系统的核心部件,承担着存储和释放电能的功能。
电池组通常由多个电池单体组成,这些电池单体通过串联或并联的方式连接起来,形成一定的电压和容量。
目前常见的电池技术包括锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等。
电池组的容量越大,新能源汽车的续航里程就越远。
2. 电控系统电控系统是新能源汽车电源系统的控制中枢,负责监测和控制电池组的状态,以及控制电能的输出和回收。
电控系统包括电池管理系统(BMS)和动力电子系统。
BMS主要负责监测电池组的电压、温度和容量等参数,确保电池组的安全和稳定运行;动力电子系统则负责将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
3. 电动机电动机是新能源汽车的动力来源,负责将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
根据不同的应用需求,电动机可以采用直流电动机(DC)或交流电动机(AC)。
直流电动机结构简单,控制方便,适用于小型电动车;交流电动机效率高,适用于中大型电动车。
电动机通过与车辆的传动系统相连,将转动力传递给车轮,实现车辆的运动。
二、工作原理新能源汽车的电源系统工作原理可以简单概括为:电池组提供电能给电动机,电动机通过与传动系统相连,驱动车辆行驶。
1. 充电当新能源汽车的电池组电能不足时,需要对其进行充电。
充电时,外部电源将电能通过充电装置输入电池组,电池组将电能储存起来。
充电装置通常由充电插座和充电控制器组成,充电控制器负责控制充电电流和电压,确保电池组能够安全、高效地充电。
2. 放电当新能源汽车需要行驶时,电池组将储存的电能释放给电动机。
电控系统监测电池组的状态,根据驾驶员的操作指令,控制电能的输出和回收。
新能源汽车电控系统随着科技的不断进步和环境问题的日益严重,新能源汽车成为了人们关注的热点。
而新能源汽车的电控系统则是其核心技术之一。
本文将以1000字的篇幅为大家介绍新能源汽车电控系统的相关知识。
新能源汽车电控系统是指对汽车电力系统进行管理和控制的系统。
其主要功能是实现电能的高效转换、电能的控制分配、电压电流的调节、电能的储存以及安全保护等。
电控系统是新能源汽车的智能大脑,它可以根据不同的工况和车速情况,对整个汽车电力系统进行精准控制,以达到最佳的能效和动力输出。
新能源汽车电控系统主要由以下几个部分组成:第一,电池管理系统(BMS)。
电池是新能源汽车的能量来源,而BMS可以对电池进行监测和管理,以确保电池的安全可靠运行。
BMS可以实时监测电池组的电压、电流、温度等参数,并根据监测结果来进行电池的充放电控制和SOC(State of Charge)估计,以保证电池的性能和寿命。
此外,BMS还可以通过均衡控制,使电池组各个单体之间的电量保持一致,以提高整个电池组的工作效率。
第二,电机控制系统(MCU)。
新能源汽车所采用的电机是三相永磁同步电机,而MCU则是对电机进行控制的核心部件。
MCU主要功能包括:电机的起动与停止、转速的闭环控制、转矩的分配与控制等。
通过精确的电机控制算法,MCU可以使电机在不同的工况下达到最佳的动力输出和能量利用效率。
同时,MCU还可以实现能量回收,并将回收的能量存储到电池中,以提高整个系统的能效。
第三,能量转换系统(DC/DC和AC/DC)。
新能源汽车的电能来源于电池,而车辆的各种电子设备则需要不同的电压和电流。
能量转换系统则可以将高压直流电池的电能转化为适用于电子设备的低压直流电、交流电等。
通过精确的电压调节和电流控制,能量转换系统可以确保电子设备得到稳定的电源供应,并减小能量的损耗。
第四,车载充电系统。
充电系统是新能源汽车与外部电源连接的关键部分,它可以对电池进行充电,以提供汽车的动力需求。
新能源汽车电机驱动系统的组成及工作原理新能源汽车电机驱动系统是指由电机、电控器、电池组成的系统,用于驱动车辆的动力来源。
本文将介绍新能源汽车电机驱动系统的组成和工作原理。
一、组成新能源汽车电机驱动系统主要包括电机、电控器和电池三个部分。
1. 电机:电机是新能源汽车电机驱动系统的核心部件,负责将电能转换为机械能,驱动车辆运动。
根据不同的驱动方式,电机可以分为直流电机、交流异步电机和交流同步电机等不同类型。
2. 电控器:电控器是控制电机工作的关键设备,负责控制电机的启停、转速、转向等运行参数。
它接收来自车辆控制系统的指令,通过控制电机的工作状态来实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 电池:电池是新能源汽车电机驱动系统的能量存储装置,用于提供电能供给电机工作。
目前常用的电池类型包括锂离子电池、镍氢电池和超级电容器等,其容量和性能直接影响着车辆的续航里程和动力性能。
二、工作原理新能源汽车电机驱动系统的工作原理可以简单分为三个步骤:电能转换、电能控制和能量调度。
1. 电能转换:电能转换是指将电池储存的直流电能转换为适合驱动电机的电能形式。
当车辆启动时,电池向电机供应电能,电机根据电控器的控制信号将电能转换为机械能,驱动车辆运动。
2. 电能控制:电能控制是指通过电控器对电机的工作进行控制。
电控器接收来自车辆控制系统的指令,根据指令调整电机的运行状态,包括控制电机的转速、转向和扭矩等参数,以实现车辆的加速、减速和制动等功能。
3. 能量调度:能量调度是指对电池组中的能量进行管理和分配。
电池组中的电能可以通过回馈制动、能量回收等方式进行回收利用,减少能量的浪费。
同时,还可以根据车辆的行驶状况和驾驶员的需求,合理分配电池组中的能量,以提高车辆的续航里程。
新能源汽车电机驱动系统是由电机、电控器和电池组成的系统,通过电能转换、电能控制和能量调度等环节,将电能转换为机械能,驱动车辆运动。
这种新型的动力系统具有环保、高效、低噪音等优点,是未来汽车发展的重要方向。
新能源汽车的电机控制与驱动技术随着环境保护和能源问题的日益突出,新能源汽车作为替代传统燃油汽车的重要选择,受到了广泛关注。
而新能源汽车的电机控制与驱动技术则是新能源汽车能否实现高效能源利用和优化性能的关键。
本文将从电机控制系统、驱动方式以及技术发展趋势等方面,介绍新能源汽车的电机控制与驱动技术。
一、电机控制系统电机控制系统是指对新能源汽车电机的转速、转矩以及电机工作状态进行控制的系统。
它由电机控制单元(ECU)、电机传感器、电机执行器等组成。
其中,ECU是整个电机控制系统的核心,它通过实时监测电机的工作状态,控制电机的转速和转矩,以实现对新能源汽车的精准控制。
二、驱动方式新能源汽车的电机控制与驱动技术主要分为单电机驱动和多电机驱动两种方式。
单电机驱动是指整个汽车仅由一个电机来完成驱动任务。
这种驱动方式在成本和结构方面相对简单,但对于一些高性能要求的车型来说,单电机驱动技术无法满足其需求。
多电机驱动是指采用多个电机共同驱动汽车的方式。
其中一个电机负责驱动车轮,其他电机负责辅助驱动,以提升新能源汽车的性能和操控性。
多电机驱动技术适用于高性能车型,能够提供更强的动力输出和更好的车辆操控性能。
三、技术发展趋势1. 高效能源利用技术目前,新能源汽车的能量利用率还有待提高。
为了提高能源利用效率,新能源汽车的电机控制与驱动技术应该注重研发高效的能量转化装置,如电机控制器和变速器等,以减小能量传输过程中的损耗。
2. 智能控制技术随着人工智能和物联网技术的快速发展,智能控制技术被广泛应用于新能源汽车的电机控制与驱动领域。
通过智能控制技术,电机可以更加精确地根据车辆需求调整转速和转矩,以实现能效优化和智能驾驶。
3. 先进的驱动系统随着科技的不断进步,新能源汽车的电机控制与驱动技术也在不断演进。
未来的驱动系统将更加小巧轻便,提供更高的功率密度和扭矩输出。
同时,电机的可靠性和耐久性也将得到显著提升。
综上所述,新能源汽车的电机控制与驱动技术是新能源汽车实现高效能源利用和优化性能的关键。
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。
下面详细讲解一下三电基础知识:一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。
但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为主要。
(如下图)先介绍几个重要概念能量密度方面电池肯定不如汽油,但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。
从表中可以看出,四类电池各有优劣。
那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全性能要打些折扣。
锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率,虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂,但其他综合性能相当出色。
新能源汽车区别于传统车最核心的技术是“三电”,包括电驱动,电池,电控。
下面详细讲解一下三电基础知识:一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。
电池的关键在电芯,电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。
正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元、高镍三元。
动力电池是非常“年轻”的产品, 1996年通用推出EV-1采用的是铅酸电池,它是现代电动汽车架构雏形,从铅酸电池到日系混动的镍氢电池,再到现在流行的锂电池,也才20多年。
从第四批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》新能源乘用车配置电池来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商,另外一家是长安新能源的,这说明其它乘用车的动力电池直接外购,包括电芯、电池组与电池管理系统等。
大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力跨国车企,虽然没有自己的电芯,但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统,这是为了加强动力电池的核心竞争力。
与大多自主品牌的差别是,即使不采用这家的电芯,它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组,核心技术还是掌握在自己手里。
但是我们更关心的是动力电池,也是就新能源汽车中的能量来源,目前动力电池中,镍氢电池面临淘汰,铅酸电池全凭保有量在支撑,故目前以锂电池最为主要。
(如下图)先介绍几个重要概念能量密度方面电池肯定不如汽油,但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km,续航同样里程的电动车需要多少电池呢?(如下图)下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别。
从表中可以看出,四类电池各有优劣。
那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢?哪种电池又将是未来的主流呢?数码电子产品对锂电池安全性要求不高,钴酸锂电池最合适3C领域,特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超强的续航能力,但是同时其安全性能要打些折扣。
锰酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率,虽然其能量密度不如钴酸锂和三元锂,但其他综合性能相当出色。
纯电动汽车电控系统的工作原理
纯电动汽车电控系统是指通过电能储存系统(如电池组)为动力源,通过电动机驱动车辆前进、制动、转向等等,并通过电控单元对电机和电池组进行实时监测和控制的系统。
其主要工作原理如下:
1. 电能储存:纯电动汽车采用电池组储存电能,电池组的电压、电流、温度等参数会不断变化,因此需要对电池组进行实时监测和控制。
2. 电机驱动:电池组通过电控单元输出电能,驱动电机转动以推动车辆前进、制动、转向等操作。
3. 能量回收:在制动或惯性滑行时,电机通过反向转动将动能转化为电能储存在电池组中,以实现能量回收,提高能源利用效率。
4. 车速控制:电控单元根据车速信号和驾驶员的指令控制电机输出电能,从而控制车速。
5. 压缩制动:电控单元根据制动信号控制电机回转,使车轮减速,达到制动效果。
6. 转向控制:电控单元通过控制电机转速差实现转向,例如左转时,左侧轮胎电机转速增加,右侧轮胎电机转速减小。
总之,纯电动汽车电控系统的工作原理是通过电池组储存电能,通过电控单元实时监测和控制电池组和电机,从而实现车辆的驱动、制动、转向等操作。
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新能源车电控新能源车电控技术是指对新能源汽车的电池、电机、电控系统进行控制和管理的技术。
随着新能源汽车的大规模普及,电控技术的发展和应用变得越来越重要。
本文将对新能源车电控技术进行详细介绍。
1. 电池管理系统(BMS)电池是新能源车的重要组成部分,电池管理系统的主要任务是对电池进行管理,包括电池的充电、放电、温度控制、状态估计、故障检测等。
BMS通过监测电池的电压、温度、电流等参数,实时掌握电池的状态,并提供相应的控制策略,以保证电池的安全、可靠运行。
2. 电机控制系统(MCS)电机是新能源车的动力来源,而电机控制系统的任务是对电机进行精确控制,包括转速控制、转矩控制、能量回收等。
MCS通过控制电机的相电流、电机转子位置等参数,实现对电机的精确控制,以实现所需的动力输出和能耗控制。
3. 能量管理系统(EMS)能量管理系统是新能源车的重要组成部分,其任务是对新能源汽车的电能进行管理和优化利用。
EMS的主要功能包括电池能量管理、电机能量管理、能量回收以及能量流的控制和调度等。
通过对车辆的驱动需求、能量状态等进行分析和预测,EMS可以根据实际情况,制定最佳的能量管理策略,以提高车辆的能源利用效率和驾驶性能。
4. 充电系统控制新能源车的充电系统控制是指对电动车辆的充电过程进行监控和控制,以保证充电的安全和高效。
充电系统控制包括对充电电流、充电时间、充电电压等进行控制和调节,以控制充电速度和充电效率,并通过电池的BMS系统进行状态监测和保护。
5. 故障诊断和维修系统故障诊断和维修系统是针对新能源车电控系统的故障进行诊断和维修的技术。
通过对车辆的电控系统进行监测和分析,可以及时发现故障,并提供相应的诊断结果和维修方案。
故障诊断和维修系统对于确保新能源车的可靠性和安全性至关重要。
总结:新能源车电控技术是推动新能源汽车发展的重要技术之一。
电池管理系统、电机控制系统、能量管理系统、充电系统控制以及故障诊断和维修系统等,都是保障新能源车安全高效运行的关键技术。
新能源汽车零部件分类随着环保意识的增强,人们对新能源汽车的需求越来越高。
其中,新能源汽车零部件的质量和性能对整个车辆的性能有着至关重要的影响。
新能源汽车零部件包括了电池系统、电机系统、电控系统、传动系统等四大类别。
下面我们就来更加详细地了解一下这些零部件。
第一类:电池系统新能源汽车的核心部件之一就是电池系统。
电池系统主要是由电池盒和BMS(电池管理系统)组成的。
电池盒的作用是将电池单体保护,避免损坏。
而BMS则是对电池进行监控和管理,包括电压、电流、温度等各项参数。
目前市场上流行的电池类型有镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池等。
第二类:电控系统电控系统是指负责汽车电力系统管理和控制的部分。
主要包括了变频器、电机控制器等。
其中变频器是指将直流电转换成交流电,以便电机控制器对电机的工作进行调控。
而电机控制器则是负责控制电机的启动、停止和转速等动作的一个模块。
第三类:电机系统电机是新能源汽车的核心部件之一。
电机系统包括了电机、变速箱、减速器和传动轴等。
目前市场上的电机类型有同步电机、异步电机等种类。
电机有良好的低噪声、低震动、高效率等特点,可以使汽车更加省油、节能。
第四类:传动系统传动系统是将电机的动力传送至车轮,驱动汽车前进的部件。
传动系统包括了传动轴、万向节、差速器等,它们能有效地将电机的动力输送至车轮,从而形成汽车的动力系统。
除了以上四类电子部件外,新能源汽车还有其他零部件,比如充电系统、底盘部件等。
不过,以上四类部件是新能源汽车最关键的部分,对整个汽车的性能起着至关重要的作用。
总之,新能源汽车的发展必须依赖于零部件的不断创新和升级。
随着汽车制造技术的不断发展和革新,相信新能源汽车的性能和质量也会越来越好。
新能源汽车电控系统设计及性能分析随着环境保护意识的增强和可再生能源的发展,新能源汽车逐渐成为了人们关注的热点之一。
而新能源汽车的核心部件之一——电控系统,对于新能源汽车的性能和安全起着重要作用。
本文将讨论新能源汽车电控系统的设计原理以及性能分析。
新能源汽车电控系统的设计需要充分考虑到整个车辆的特点以及电动机的工作原理。
电控系统主要包括电池管理系统(BMS)、电机控制器和电机驱动。
其中,电池管理系统是新能源汽车中重要的一部分,负责对电池的状态进行监测和管理,以确保电池的性能和寿命。
电机控制器则负责对电动机的控制和管理,使之能够按照驾驶者的要求提供合适的驱动力。
电机驱动则将电能转化为机械能,驱动车辆行驶。
在新能源汽车电控系统的设计中,需要考虑到电池的类型、容量和电耗等因素。
不同类型的电池具有不同的电性能和寿命特性,因此需要根据实际需求选择合适的电池。
而电池容量则需要根据车辆的使用情况和实际需求进行设计,以保证续航里程。
此外,电耗也是需要考虑的因素,电控系统的设计需要尽量减少能量的浪费,提高整体能效。
对于电机控制器的设计,关键是实现对电动机的精确控制。
电动机的转速、扭矩和功率输出需要根据车辆的行驶状态和驾驶者的需求进行精确调整。
在设计电机控制器时,需要考虑到电机的起动过程、调速过程和刹车过程等多种工况,确保电机的运行稳定和效率高。
在电机驱动方面,需要考虑到电能的转化效率和传动效果。
电能的转化效率直接影响到车辆的续航里程和动力性能。
因此,在设计电机驱动时,需要尽量提高电能的转化效率,降低能量的损失。
同时,电机驱动的传动效果也需要考虑到车辆的舒适性和安全性,确保驾驶者的驾驶体验。
除了设计外,对于新能源汽车电控系统的性能分析也是必不可少的环节。
性能分析可以通过对电池、电机和电控系统的工作参数进行监测和评估,来评估整个电控系统的性能和可靠性。
例如,可以通过电池管理系统对电池的充放电过程进行监测,了解电池的电流、电压和温度等参数,从而评估电池的健康状况和性能衰减情况。
一文精通新能源汽车电机电控系统
新能源电动汽车性能还有巨大的提升空间,大家往往最关注电池,作为决定电动汽车性能的关键部件,本文详细说说电机电控。
一、电机电控的重要性
新能源汽车作为传统燃油汽车的替代品,其主要电气系统即为在传统汽车“三小电”(空调、转向、制动)基础上延伸产生的电动动力总成系统“三大电”——电池、电机、电控。
其中,电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。
同时,新能源汽车电机、电控系统面临的工况相对复杂:需要能够频繁起停、加减速,低速/爬坡时要求高转矩,高速行驶时要求低转矩,具有大变速范围;混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。
此外,电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。
因此,电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求:
其一,驱动电机要有更高的能量密度,实现轻量化、低成本,适应有限的车内空间,同时要具有能量回馈能力,降低整车能耗;
第二,驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩,以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能;
第三,电控系统要有高控制精度、高动态响应速率,并同时提供高安全性和可靠性。
电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环,其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。
目前,国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池,部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力,具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数。
随着国内电机电控系统产业链的逐步完善,电机电控系统的国产化率逐步提高,电机电控市场具有的增速有望超过新能源汽车整车市场的增速。
电池、电机、电控在新能源汽车中的应用
此外,随着整车车体结构轻量化的推进,电池、电机、电控系统在新能源汽车整车中的成本占比也逐渐上升。
根据Argonne国家实验室统计数据,新能源汽车动力总成(电机、电控、变速器)的成本分别占整车成本的15.67%(轿车)和13.69%(小型
货车),总成占比仅次于电池和BMS系统。
在新能源汽车补贴逐步退坡的政策驱动下,动力总成成本、重量下降的压力将逐步向上传导至电机、电控产品厂商,具备技术、规模优势的供应商将在成本下降的过程中占据优势。
因此,电机电控市场仍然在很大程度上影响新能源汽车市场的走向。
二、永磁同步、交流异步电机成为驱动电机主流技术
电动机在工业中的应用非常广泛,功率覆盖范围宽,种类也很多。
但由于新能源汽车在功率、转矩、体积、质量、散热等方面对驱动电机有更高的要求,因此,相比工业电机,新能源汽车驱动电机必须具备更优良的性能,如:小体积以适应车辆有限的内部空间,工作温度范围宽(-40——1050C),适应不稳定的工作环境,高可靠性以保证车辆和乘员的安全,高功率密度以提供良好的加速性能(1.0-1.5kW/kg)等,因此驱动电机的种类相对较少,功率覆盖也相对较窄,产品相对集中。
新能源汽车驱动电机的分类
目前,应用于新能源汽车的驱动电机主要包括直流电机、交流电机和开关磁阻电机三类,其中在目前乘用车、商用车领域应用较为广泛的电机包括直流(无刷)电机、交流感应(异步)电机、永磁同步电机、开关磁阻电机等。
其他特殊类型的驱动电机包括轮毂/轮边电机、混合励磁电机、多相电机、双机械端口能量变换器(Dmp-EVT),目前市场化应用较少,是否能够大规模推广需要更长时间的车型验证。
(1)交流异步电机,也称为感应电机(InductionMotor),在定子绕组中输入三相交流电,定子绕组中的励磁电流在定子铁芯中产生旋转磁场,此时转子绕组中有感应电流通过并推动转子作旋转运动。
当转子带有机械负载时,转子电流增加,由于电磁感应作用,定子绕组中的励磁电流也增加。
交流异步电机控制器采用脉宽调制(PWM)方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频器实现电机调速,采用矢量控制或直接转矩控制实现转矩控制的快速响应,满足负载变化特性的要求。
交流异步电机的优点在于结构简单,定子转子无直接接触,运行可靠性强,转速高,维护成本低。
不足之处在于能耗高,转子发热快,高速工况下需要额外冷却系统;功率因数低,需要大容量的变频器,造价较高,调速性较差。
目前,交流异步电机主要用于空间要求较低、且速度性能要求不高的电动客车、物流车、商用车等车型中。
(2)永磁电机(PermanentMagneticMotor)包括永磁同步电机(正弦波)和永磁无刷直流电机(方波)两大类,其转子均由永磁材料制成,定子采用三相绕组,输入调制方波产生旋转磁场带动永磁转子转动。
永磁同步电机的优点在于其较大的转矩和驱
动效率,具有高功率密度和宽调速范围,且没有励磁损耗和散热问题,电机结构简单,体积比同功率的异步电机小15%以上;其缺点在于高速运行时控制复杂,永磁体退磁问题目前难以解决,电机造价较高。
目前,永磁同步电机主要应用于体积小,且速度、操控性能要求较高的电动乘用车领域,部分中小型客车亦开始尝试使用永磁电机作为驱动源。
永磁无刷直流电机则一般在小功率电动汽车、低速电动车领域应用较为广泛。
(3)开关磁阻电机(SwitchedReluctanceMotor)的定子和转子铁芯均由硅钢片叠压而成,利用冲片上的齿槽构成双凸极结构,定子产生扭曲磁场,利用“磁阻最小原理”驱动转子运动。
开关磁阻电机结构和控制简单、出力大,可靠性高,成本低,起动制动性能好,运行效率高,但电机噪声高,但转矩脉动严重,非线性严重,在电动汽车驱动中有利有弊,目前电动汽车应用较少。
(4)直流电机(DCMotor)通过在定子主磁极上绕制励磁线圈并通以直流电以产生磁场,转子电枢绕组也通以直流电,通电绕组置于磁场中输出电磁转矩拖动负载运行。
直流电机控制器一般采用晶闸管脉宽调制方式(PWM),控制性能好,调速平滑度高,控制简单,技术成熟,且成本较低。
直流电机的缺点是需要独立的电刷和换向器,导致速度提升受限;电刷易损耗,维护成本较高。
直流电机多用于早期的电动汽车驱动系统,目前新研制的车型已经基本不再采用。
不同类型电机的性能对比
目前,新能源汽车所使用的电机以交流感应电机和永磁同步电机为主。
其中,日韩车系目前多采用永磁电机,转速区间和效率相对都较高,但是需要使用昂贵的系统永磁材料钕铁硼;欧美车系则多采用交流感应电机,主要原因是对于稀土资源匮乏,以及降低电机成本考虑,其劣势则主要是转速区间小,效率低,需要性能更高的调速器以匹配性能。
特斯拉公司在其本代车型ModelS和ModelX上均采用的是自行设计的交流感应电机。
国外新能源汽车适配电机类型
我国稀土资源丰富,因此电动乘用车多采用功率性能高、体积较小的永磁同步电机。
根据中国汽车工业协会统计数据,2016年上半年,我国纯电动汽车产销量分别达到13.4万辆、12.6万辆,同比分别增长160.8%、161.6%。
上半年生产纯电动乘用车约70000辆,其中永磁同步电机的装机占比约为65.7%,比15年同期增长21.25个百分点,比15年全年增长了19.99个百分点。
同期,国产新能源乘用车用交流异步电机的市场分额在逐渐减小,从2015年上半年的35.1%下滑至2016年上半年年的32.9%;而混合励磁同步电机的占比则从。