新能源汽车驱动电机分类及其特点
- 格式:docx
- 大小:15.65 KB
- 文档页数:3
新能源汽车驱动电机:已知、未知、想知的都在这里新能源汽车包括混合动力汽车和纯电动汽车。
其中,我认为纯电动汽车将是新能源汽车的主要方向和潮流,纯电动汽车技术研发也要比混合动力汽车更为复杂。
今天我一般都是把新能源汽车默认为纯电动汽车。
现在随着纯电动汽车的大力普及,纯电动汽车市场十分火爆。
在关注市场的同时,纯电动汽车的安全性、未来技术发展路线等有越来越受到关注。
大家都在谈新能源汽车,很多终端用户也在购买新能源汽车,但是,真正懂得纯电动汽车的人不多。
小编为大家搜罗多方资料,今天为大家好好讲一下电动汽车电机的知识,让我们一起探讨下高科技的汽车心脏!献丑了!————————★————————欢迎拍砖,欢迎交流。
当然,喜欢请点赞,有用请收藏和转发。
文章有点长,耐心读完肯定会有收藏。
————————★————————电动机位置示意图电动汽车驱动电机的地位电控系统是电动车的大脑,指挥着电动汽车的电子器件的运行。
电池是电动车的血液,提供源源不断的电力。
那么,驱动电机就是电动车的心脏,提供“全身”动力,把电能转化为动能,驱动电动车运行,决定着电动汽车的性能。
如果没有了驱动电机总成,那么电动车就等于报废了,有再多能量也动不了。
电动汽车驱动电机的产业化转型电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象,骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大,推出了一系列满足性能要求的产品。
但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术,其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求,成为电动汽车发展的主要制约因素。
电动汽车驱动电机控制形式目前,电动汽车驱动电机根据控制方式可以分为三种:中央直驱电动机、轮边电动机、轮毂电动机。
中央直驱电机说的简单点就是单电机放置位置居中,并且同时负责两个轮子驱动的布置方式。
(说错了请更正,谢谢。
)轮边电机所谓轮边电机是电机装在车轮边上以单独驱动该车轮,轮毂电机是电机嵌在车轮轱辘里,定子固定在轮胎上,转子固定在车轴上而不是将动力通过传动轴的形式传递到车轮。
新能源汽车电动机驱动及控制技术分析新能源汽车的快速发展成为汽车行业的重要趋势,其中电动汽车作为最具发展潜力的领域之一备受关注。
作为电动汽车的核心部件,电动机及其驱动及控制技术的研究与应用至关重要。
本文将从技术角度对新能源汽车电动机驱动及控制技术进行分析,以便普通用户更好地了解其原理和特点。
1.电动机驱动技术电动机驱动是新能源汽车中的核心技术之一。
一方面,驱动技术的成熟度直接影响着电动汽车的性能和可靠性;另一方面,驱动技术的创新也带来了更高效、更环保的驱动方案。
目前,主要的电动机驱动技术有直流电机驱动、异步电机驱动和同步电机驱动。
1.1直流电机驱动技术直流电机驱动技术是电动汽车最早采用的驱动方案之一。
它具有结构简单、控制方便、启动转矩大的优点,适用于小型和中型电动车辆。
然而,直流电机驱动技术由于其故障率较高、效率较低以及难以满足高速运行的需求而逐渐被其他驱动技术所取代。
1.2异步电机驱动技术异步电机驱动技术是近年来较为流行的一种驱动方案。
它具有结构简单、成本低、维护方便等优势。
与直流电机相比,异步电机在能效和性能方面有了显著的提升。
然而,异步电机驱动技术仍然存在能效不高、启动转矩小等问题,特别是在高速运行和精密控制方面还有待进一步改进。
1.3同步电机驱动技术同步电机驱动技术是目前电动汽车中发展最迅猛的一种驱动方案。
同步电机具有高效、高扭矩、高精度控制的特点,适用于中型和大型电动车辆。
随着磁体材料和控制技术的不断进步,同步电机驱动技术在新能源汽车领域有着广阔的应用前景。
2.电动机控制技术电动机控制技术是电动汽车中另一个关键技术,它直接影响着电动机的性能和驱动效果。
目前,主要的电动机控制技术有开环控制和闭环控制。
2.1开环控制技术开环控制技术是一种基本的电动机控制技术,它通过设定电动机的输入电流或电压来控制转速和输出扭矩。
开环控制技术具有实现简单、调试容易等优点,适用于一些对控制精度要求不高的场景,如低速运行和恒速运行。
新能源汽车驱动电机的工作原理一、引言在过去的几十年中,汽车行业一直在致力于减少对环境的污染并提高能源效率。
新能源汽车作为未来发展的趋势,得到了越来越多的关注和研究。
其中,驱动电机是新能源汽车的核心部件之一,决定了汽车的动力性能和能源利用效率。
本文将详细探讨新能源汽车驱动电机的工作原理。
二、新能源汽车驱动电机的分类根据不同的工作原理和结构特点,新能源汽车的驱动电机可以分为直流电机(DC motor)和交流电机(AC motor)。
而交流电机又可以细分为感应电机(induction motor)和永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor)。
2.1 直流电机直流电机是最早被使用在汽车上的驱动电机,它的主要特点是结构简单、可靠性高,但效率相对较低。
直流电机通过与电源进行整流和调节电流方向的控制来实现转速的调节,为汽车提供动力。
2.2 感应电机感应电机是目前应用最广泛的驱动电机之一,它的结构简单、适用范围广,并且具有良好的负载适应性。
感应电机是通过在电机转子上感应出涡流来产生转矩,从而驱动汽车运动。
2.3 永磁同步电机永磁同步电机是当前新能源汽车中应用最广泛的驱动电机之一,它的主要特点是效率高、输出功率密度大。
永磁同步电机通过电磁场与转子磁场的同步来产生转矩,实现汽车的动力输出。
无论是直流电机还是交流电机,新能源汽车的驱动电机都是通过电能转换为机械能来提供车辆的动力。
以下将分别详细介绍它们的工作原理。
3.1 直流电机的工作原理直流电机的工作原理可以分为电磁感应原理和电磁吸力原理两个方面。
3.1.1 电磁感应原理当直流电流通过电机的线圈时,线圈中会产生一个磁场。
根据左手定则,线圈中的电流方向与线圈中的磁场方向垂直。
同时,在电枢上也有一个磁场,由于电流方向相反,两个磁场之间会相互排斥或吸引,产生转矩,使电机转动。
3.1.2 电磁吸力原理当电机转子转动时,它的磁场会与线圈中的磁场相互作用,产生电磁感应电动势。
用于电动汽车的7种类型电机介绍电动汽车是一种以电动机为动力的汽车,相较于传统的内燃机汽车,电动汽车具有环保、节能和高效等优势。
电动汽车可根据所采用的电机类型的不同,分为直流电机(DC motor)和交流电机(AC motor)两大类。
在这两大类电动机中,分别有多种类型的电机适用于电动汽车。
以下是用于电动汽车的7种类型电机的介绍。
1. 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)永磁同步电机是一种常用于电动汽车的电机类型。
其特点是具有高效率、高功率密度、高转速范围等优势。
永磁同步电机由永磁体和定子线圈组成,通过永磁和电磁场的相互作用来产生转矩和驱动车辆。
此外,永磁同步电机的转矩-转速特性较宽,使得它适用于多种驱动需求。
2. 交流异步电机(Asynchronous Motor)交流异步电机又称感应电机,是一种常用的电动汽车电机类型。
其特点是结构简单、成本较低、可靠性高等。
交流异步电机由转子和定子两部分组成,通过转子电流和定子电流之间的相对滑差产生转矩和驱动车辆。
由于交流异步电机的可控性较差,一般需要通过变频器等辅助设备来调节速度和转矩。
3. 刷直流电机(Brushed DC Motor)刷直流电机是一种传统的电机类型,其结构简单、成本低廉。
刷直流电机由永磁体和集电刷等部件组成。
它通过将直流电能转化为机械能来驱动车辆。
刷直流电机具有响应快、启动转矩大等特点,但同时也存在集电刷磨损严重、噪音大等缺点。
4. 无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDC)无刷直流电机是刷直流电机的一种改进型。
与刷直流电机相比,无刷直流电机的集电刷被永磁体替代,因此无刷直流电机具有更高的效率和可靠性。
无刷直流电机通过在定子上进行交替换相来产生转矩和驱动车辆。
无刷直流电机在电动汽车中广泛应用,尤其适合于对续航里程和动力性要求较高的车辆。
5. 齿轮电机(Gear Motor)齿轮电机是一种将电能转化为机械能的电机类型。
新能源汽车驱动电机分析报告
新能源汽车的驱动电机旨在提高普通汽车的能源效率,在利用传统汽车的动力机构集成更高效的电动汽车实现更低的排放量。
汽车驱动电机一般采用同步电机,其特点是体积小,重量轻,可提高汽车的行驶距离,有效减少汽车排放,提高行驶安全性。
同步电机是新能源汽车驱动系统的主要要素,它的功能是利用电动力来驱动汽车。
有三种不同类型的同步电机,分别是直流伺服电机、交流永磁同步电机和无级变速电机。
直流伺服电机技术能够在满足汽车的驱动要求的同时,具有较高的效率,可以高效利用新能源汽车的能源;同时,具有较强的可控性,可以根据不同的路况进行有效的驱动,增强新能源汽车的安全性;另外,它还具有较强的耐久性,可以在实际行驶中维持较高的发动机性能和效率。
交流永磁同步电机,又被称为高效电动机,整体效率可以达到95%以上,超过传统发动机效率的90%,能够有效增加新能源汽车的行驶距离;同时,它的可控性更强,能够根据不同的道路状况进行控制,在行驶速度变化时能够实现自动衔接,有效提高汽车的可控性;另外,它的噪音也更小,无刺激性,使汽车环境更安静。
电动汽车电驱系统分类、技术趋势和主流电驱系统介绍
1综述
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。
2纯电动汽车电动机驱动系统分类
单电动机:有差速减速器,无离合器和传动装置,需要低速大转矩且速度变化区域大的电动机,电动机与逆变器的容量大。
双电动机:前后驱动和双轮毂电动机两类,双轮毂电动机及逆变器制造成本高。
四轮毂电动机:结构更紧凑,效率最高。
3新能源汽车驱动电动机需满足的性能
汽车运行功能、舒适性、适应环境、一次充电的续驶里程、耐温、耐潮湿、噪音低、结构简单、维修方便等。
(1)低速大转矩特性及较宽范围内的恒功率特性
(2)在整个运行范围内的高效率、低损耗
(3)体积小,重量轻
(4)可靠性好、耐温和耐潮性能强,能够在较恶劣的环境下长期工作。
(5)价格低
(6)高电压(尽量高电压,减小电机尺寸和线束尺寸,降低逆变器成本)
(7)电气系统安全性高(符合相关车辆电气控制安全性能的标准和规定。
)
(8)高转速(体积小,重量轻)
(9)在车辆减速时实现制动能量回收并反馈蓄电池。
4电驱动系统的结构形式。
新能源汽车驱动电机行业分析报告一、驱动电机简介目前市场上应用最广泛的新能源汽车驱动电机主要有三类:永磁同步电机、交流异步电机和开关磁阻电机。
永磁同步电机体积小、质量轻,功率密度大,可靠性高,调速精度高,响应速度快;但最大功率较低,且成本较高。
由于永磁同步电机具有最高的功率密度,其工作效率最高可达97%,能够为车辆输出最大的动力及加速度,因此主要用在对能量体积比要求最高的新能源乘用车上。
交流异步电机价格低、运行可靠;但其功率密度低、控制复杂、调速范围小是固有限制。
价格优势使得其在新能源客车中使用的较广泛。
开关磁阻电机价格低、电路简单可靠、调速范围宽;但震动、噪声大,控制系统复杂,且对直流电源会产生很大的脉冲电流,用于大型客车。
二、行业发展情况(一)新能源汽车市场迅猛发展,驱动电机需求随之上涨2013-2018年,新能源汽车的产销量基本维持供需平衡的发展状态,具体来看,新能源汽车的产量由2013年的1.75万辆增加至2018年的127万辆,年均复合增长率为135.59%;销量由2013年的1.76万辆增加至2018年的125.6万辆,年均复合增长率为134.8%。
预计2019年新能源汽车产销量将突破150万辆。
随着新能源汽车市场的迅猛发展,驱动电机市场空间潜力巨大。
(二)电机对比分析,永磁同步电机是主流2018年全国新能源汽车驱动电机装机量超133万台,其中永磁同步电机装机量约占80%,交流异步电机装机量约占19%,其他类型电机装机量占比不超过1%。
究其原因,目前新能源乘用车是新能源汽车主力产品,而永磁同步电机具备体积小、质量轻、工作效率高等优点,是新能源乘用车驱动电机首选类型,其在总装机量中的占比也最高;综合来看,新能源汽车电机技术要求较高,特别是续航里程作为一项极其重要的指标,永磁同步电机相比其他类型驱动电机更高的工作效率能最大程度提高电动汽车续航里程,永磁同步电机发展前景更好,预计将在较长时间内占据新能源汽车驱动电机市场主流地位。
新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析新能源汽车驱动电机主要分为三类:直流无刷电机(BLDC)、感应电机和永磁同步电机(PMSM)。
1. 直流无刷电机:直流无刷电机采用稀土磁材料,具有体积小、功率密度高、启动转矩大等优点。
它的控制简单、成本较低,适用于小型和中型的电动汽车。
但直流无刷电机存在换向损耗、转速范围局限等问题,且转矩-速度特性难以控制。
2. 感应电机:感应电机具有结构简单、可靠性高的特点。
它采用感应转子,没有永磁体,无需传感器,维护成本低。
感应电机适用于大型电动汽车,但在低转速和高转速区域有不理想的性能,且对电机控制要求较高。
3. 永磁同步电机:永磁同步电机采用永磁体作为励磁源,具有高效率、高能量密度和大启动转矩等优点。
它的控制复杂,需要较高的电机控制算法和精确的转子位置传感器。
永磁同步电机适用于中型和大型电动汽车,但永磁体的价格较高,且在高温环境下容易磁化损耗。
不同类型的驱动电机在优缺点和技术发展路线上有所不同:- 直流无刷电机的优点是体积小、功率密度高,但其换向损耗较大,转速范围相对有限。
- 感应电机的优点是结构简单、可靠性高,但在低速和高速性能不理想,电机控制要求较高。
- 永磁同步电机的优点是高效率、高能量密度和大启动转矩,但缺点是控制复杂,需要较高的电机控制算法和精确的转子位置传感器。
在技术发展路线上,目前的趋势是发展高效、轻量化的驱动电机,提高电机的功率密度,同时降低成本。
同时,新材料和新工艺的开发也是一个重要方向,以提高电机的热稳定性和可靠性。
此外,电机控制算法和系统集成技术的不断提升也是未来的发展方向,以实现更精确和高效的电机控制。
总体而言,新能源汽车驱动电机的发展主要集中在提高性能、降低成本和提高可靠性方面。
新能源汽车驱动电机分类及其特点一、直流电机:直流电机是新能源汽车最早应用的电机之一,其特点是结构简单、可适应宽范围的工作条件。
直流电机具有起动扭矩大、调速性能好、控制方便等特点,适用于电动汽车的低速高扭矩运行。
直流电机的缺点是惯量大、效率低、寿命短、无法很好地适应高速运行的需求。
随着技术的进步,直流电机的性能逐渐改进,目前主要应用于中小型电动车和混合动力汽车。
二、交流异步电机:交流异步电机是目前新能源汽车中最为常用的驱动电机之一,其特点是结构简单、便于制造、效率高、运行稳定。
交流异步电机的优点是具有较高的功率密度和扭矩密度,适用于中高速运行的场景。
但是,交流异步电机的控制和调速性能相对较差,难以实现无级调速等高级控制功能。
三、交流同步电机:交流同步电机是新能源汽车中技术含量较高的一类电机,其特点是效率高、控制性能好、适应性强。
交流同步电机有较高的能量转换效率,通过电子控制可以实现精确的转速控制。
交流同步电机的缺点是在低转矩运行时效能下降,起动能力相对较弱。
交流同步电机主要用于高速电动汽车和纯电动轻型车辆。
四、永磁同步电机:永磁同步电机是新能源汽车中效率最高的一种驱动电机,其特点是高效率、高功率密度和起动加速性能好。
永磁同步电机的主要优点是具有较高的转矩和功率密度,且在宽速度范围内都能保持高效率。
永磁同步电机的缺点是制造和维护成本较高,且在高速运行时容易发生电磁噪音和磨损。
永磁同步电机广泛应用于电动汽车和混合动力汽车中。
综上所述,不同类型的新能源汽车驱动电机各有特点,适用于不同的工况和需求。
未来随着技术的发展,各类驱动电机将继续优化,以提升其效率和性能,推动新能源汽车行业的发展。
新能源汽车电机方面的知识
新能源汽车电机是指使用新能源作为动力源的汽车所使用的驱动电机。
新能源汽车电机的主要种类有:
1. 直流电机(DC Motor):直流电机是最早应用于电动车辆的电机类型之一。
它由电枢和永磁体组成,工作原理是利用电枢和永磁体之间的磁作用力产生转矩。
2. 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM):永磁同步电机利用永磁体产生磁场,与电枢中的旋转磁场相互作用,从而驱动汽车运动。
3. 感应电机(Induction Motor):感应电机是一种常用的电动汽车驱动电机,它通过感应电枢中的旋转磁场与定子磁场相互作用,来实现转矩输出。
4. 燃料电池电机(Fuel Cell Motor):燃料电池电机是使用燃料电池作为动力源的电动汽车驱动电机。
它将燃料电池产生的电能转化为机械能,用于驱动汽车运动。
新能源汽车电机具有以下特点:
1. 高效:新能源汽车电机相比传统内燃机更加高效,转换率更高,能够更充分地利用能源。
2. 轻量化:新能源汽车电机相对于内燃机更为轻量化,减轻车辆自重,提高整车的能效和续航里程。
3. 高转矩密度:新能源汽车电机具有较大的转矩密度,能够提供更高的动力输出,满足车辆的加速性能和行驶需求。
4. 低噪音:新能源汽车电机工作时噪音更低,从根本上降低了汽车行驶产生的噪音污染。
5. 智能控制:新能源汽车电机可与车辆的智能控制系统相连接,实现精确的电力输出和电能回馈,提高驾驶的舒适性和安全性。
新能源汽车电机的发展及应用已成为现代汽车工业的重要方向,它对于降低能源消耗、改善环境污染等具有重要意义。
新能源汽车驱动电机分类选型、优缺点和技术发展路线解析随着全球对环保和能源转型的重视,新能源汽车已经成为交通产业未来的重要发展方向。
其中,驱动电机作为新能源汽车的核心部件,直接影响到车辆的性能和效率。
一、驱动电机分类1. 直流电机(DC Motor):直流电机是最早的电动汽车驱动电机,其优点包括控制性能好、转矩大、转速高。
然而,直流电机的缺点也很明显,如维护成本高、效率低、能量密度小等,这使得其在新能源汽车领域的应用逐渐减少。
2. 交流感应电机(Induction Motor):交流感应电机是一种高效、可靠的电机,广泛用于新能源汽车。
其优点包括结构简单、维护成本低、效率高、能量密度大等。
然而,交流感应电机的控制性能相对较差,需要复杂的控制系统。
3. 永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM):永磁同步电机是一种高性能、高效电机,其优点包括转矩大、效率高、体积小、重量轻等。
然而,永磁同步电机的制造成本较高,而且其控制性能对控制系统的要求较高。
4. 开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM):开关磁阻电机是一种新型的电机,其优点包括结构简单、维护成本低、效率高、体积小等。
然而,开关磁阻电机的噪音和振动较大,控制性能也不如交流感应电机和永磁同步电机。
二、驱动电机选型在选择新能源汽车驱动电机时,需要考虑以下因素:1. 功率和转矩:根据车辆的性能需求和行驶工况,选择具有足够功率和转矩的电机。
2. 效率和能量密度:高效的电机可以减少能源消耗,提高车辆的续航里程。
同时,能量密度大的电机可以减轻车辆重量,进一步提高车辆的效率。
3. 控制性能:良好的控制性能可以提高车辆的响应速度和稳定性。
4. 制造成本和维护成本:考虑电机的制造成本和维护成本,以降低车辆的总成本。
5. 环境适应性:根据车辆的运行环境和气候条件,选择适应性强的电机。
新能源汽车汽车驱动电机介绍常见的新能源汽车驱动电机分为两种类型:直流电机和交流电机。
下面将对这两种类型的驱动电机进行介绍。
直流电机是一种最早应用于电动车辆的电机类型。
它具有结构简单、制造成本低、可控性好等优点。
在直流电机中,根据定子和转子的磁场分布方式,又可以分为永磁直流电机和励磁直流电机两种。
永磁直流电机是利用永磁体产生磁场,与定子产生磁场相互作用产生力矩。
由于永磁体具有磁场强度高、体积小的特点,因此永磁直流电机具有功率密度大、体积小、效率高的优势。
永磁直流电机通常采用无刷技术,无需定期维护,适合应用于新能源汽车。
其中,稀土永磁材料在永磁直流电机中应用广泛,提高了电机的性能和效率。
励磁直流电机则通过励磁电流产生磁场,与定子产生磁场相互作用产生力矩。
励磁直流电机由于使用传统绕组和刷碳器,制造复杂,效率较低,目前使用较少。
但是,励磁直流电机具有调速范围广、运行稳定等特点,适用于一些特殊应用领域。
交流电机是目前新能源汽车应用最广泛的驱动电机类型。
它具有体积小、可靠性高、效率高等优点。
根据转子结构和转子磁场产生原理,交流电机可以分为异步感应电机和永磁同步电机两种。
异步感应电机是利用转子和定子之间的磁滞和电磁感应原理产生力矩。
它具有结构简单、功率密度高、制造成本低的优点。
异步感应电机的控制简单,可以使用直接转矩控制(DTC)算法进行调速。
然而,异步感应电机在低速区域转矩输出不稳定,需要配备变频器进行调速。
永磁同步电机则是利用定子和转子之间的磁场相互作用产生力矩。
它具有短时间高转矩、调速范围宽、效率高的特点。
永磁同步电机配备逆变器可以实现无级调速,具有优良的动态响应性能。
不过,永磁同步电机的永磁体成本较高,同时也需要对永磁体的稳定性进行考虑。
除了直流电机和交流电机,还有一种新型驱动电机,开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)。
开关磁阻电机由于没有磁场和永磁体,具有耐高温、成本低等优点。
电动汽车的四种驱动电机比较
新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。
在纯电动汽车上体现尤为明显:以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。
相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠,甚至被视为中国在新能源汽车行业实现汽车工业“弯道超车”的希望领域之一。
新能源电动汽车主要是由电机驱动系统、电池系统和整车控制系统三部分构成,其中的电机驱动系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。
因此,对于驱动电机的选择就尤为重要。
电动汽车的驱动电机要求有以下几个特点:
l 宽广的恒功率范围,满足汽车的变速性能
l 启动扭矩大,调速能力强
l 效率高,高效区广
l 瞬时功率大,过载能力强
l 功率密度大,体积小,重量轻
l 环境适应性高,适应恶劣环境
l 能量回馈效率高
根据驱动原理,电动汽车的驱动电机可分为以下4种:
1、直流电动机
在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电动机方案。
主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。
但由于直流电动机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。
此外,电动机运。
新能源汽车驱动电机研究绪论当今社会环境污染、能源枯竭形势日夜严峻,新能源汽车已经成为了当前汽车行业发展的一个大趋势。
要做好新能源汽车的核心之一在于电机驱动技术,本文主要的分析对象是新能源汽车的电动机技术。
本篇文章分为三个章节,第一章主要对新能源汽车驱动电机系统的组成、运行模式、主要参数、与工业电机相比较进行了简单的概括。
第二章主要对直流电机、轮毂电机、永磁电动机和开关磁阻电机结构和形势进行了比较全面的介绍,并分析这种电机的优点和缺点,以及在新能源汽车上的应用。
第一章新能源汽车驱动电机1.1概述1.1.1 驱动电机定义驱动电机是一种专门用于驱动新能源汽车行动的电机,是新能源汽车的心脏。
1.1.2 新能源汽车驱动电机的运行模式驱动电机有两种运行模式,一种电动模式,一种是发电模式。
(1)电动模式当车处于电动模式时,电机会将蓄电池输送过来的电能转化为机械能,使汽车行动起来。
(2)发电模式在车辆下坡或者减速刹车时,车辆带动电机,电机输出电流,电流经过逆变器后输出直流电给蓄电池充电1.1.2 新能源汽车驱动电机和工业电机的区别作为新能源汽车来讲,它的驱动电机和工业上的电机有很大的不同。
一般的工业电机有额定的工作点,但是汽车的驱动电机,却会经常加速、减速、倒车、停车。
在爬坡和低速状态时,需要较高的扭矩。
高速时要小转矩。
驱动电机在新能源汽车上必须具有:较高的可控性、很高的精度、优异的性能;而工业上所使用的电机只须要达到特定的要求就可以了第二章驱动电机的类型2.1 驱动电机的分类2.2直流电动机2.2.1 直流电动机的工作原理和基本构造对于直流电机,它构成的元器件有:定子、转子、换向器、电刷、电枢和励磁两种电路。
定子这种励磁电路是使用励磁缠绕产生的磁场,转子这种电路是用来安装电枢绕组的,因为电流是双向的,所以要用转换器来实现切换。
直流电动机的工作原理,一个简单的单匝电枢线圈组成电枢电路,电枢线圈通过一个换向器和一对电刷与直流电相连接。
新能源汽车常用电机类型新能源汽车是指以新能源为动力的汽车,与传统汽车相比,新能源汽车更环保、节能,也是未来汽车发展的趋势。
而新能源汽车的常用电机类型有直流电机、异步电机和永磁同步电机。
直流电机是最早应用于电动车的电机类型之一。
它由电枢、电刷和永磁体组成,利用电枢与永磁体之间的相互作用产生电动力。
直流电机具有结构简单、容易控制和调速范围广等优点,但由于电刷摩擦和电刷磨损等问题,直流电机在新能源汽车中的应用逐渐被其他电机类型所替代。
异步电机是新能源汽车中较常见的电机类型之一。
它由固定子和转子组成,利用固定子与转子之间的电磁感应作用产生电动力。
异步电机具有结构简单、可靠性高和适应性强等优点,广泛应用于新能源汽车中。
此外,异步电机还具有较高的功率密度和转矩特性,在新能源汽车中发挥着重要作用。
永磁同步电机是新能源汽车中较为先进的电机类型之一。
它由固定子、转子和永磁体组成,利用固定子和转子之间的同步速度产生电动力。
永磁同步电机具有高效率、高功率密度和高转速特性,被广泛应用于新能源汽车中。
与异步电机相比,永磁同步电机在转速范围和动态响应性能方面更为优越,能够提供更高的能效和驾驶舒适性。
除了以上三种常用电机类型,新能源汽车还可以采用其他类型的电机,如开关磁阻电机、开关磁流电机等。
这些电机类型在结构和工作原理上都有所不同,但都具有高效、节能、环保等特点,适合应用于新能源汽车领域。
新能源汽车的常用电机类型包括直流电机、异步电机和永磁同步电机。
每种电机类型都有其独特的优点和适用场景,可以根据不同的需求选择合适的电机类型。
随着新能源汽车技术的不断发展,相信在未来还会出现更多更先进的电机类型,推动新能源汽车行业的进一步发展。
新能源汽车驱动电机分类及其特点
1.根据结构和工作原理分类
驱动电机按照工作电源种类可分为直流电机和交流电机。
按结构和工作原理可分为直流电机、异步电机、同步电机。
目前,在新能源汽车领域,常用的驱动电机有直流电机(DC Motor)、感应电机(IM)、直流无刷电机(BLDC)、永磁同步电机(PMSM)以及开关磁阻电机(SRM)等。
(1)直流电机。
在电动汽车发展的早期,很多电动汽车都是采用直流电机方案。
主要是看中了直流电机的产品成熟,控制方式容易,调速优良的特点。
但由于直流电机本身的短板非常突出,其自身复杂的机械结构(电刷和机械换向器等),制约了它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高;而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。
此外,电机运转时的电刷火花会使转子发热,浪费能量,散热困难,还会造成高频电磁干扰,这些因素都会影响整车性能。
由于直流电机的缺点非常突出,目前的电动汽车已经将直流电机淘汰。
(2)交流异步电机。
交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机,其特点是定、转子由硅钢片叠压而成,两端用铝盖封装,定、转子之间没有相互接触的机械部件,结构简单,运行可靠耐用,维修方便。
交流异步电机与同功率的直流电机相比效率更高,质量约轻了1/2。
如果采用矢量控制的控制方式,可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。
由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势,交流异步电机是目前大功率电动汽车上应用较广的电机。
但在高速运转的情况下电机的转子发热严重,工作时要保证电机冷却,同时交流异步电机的驱动、控制系统很复杂,电机本体的成本也偏高,另外,运行时还需要变频器提供额外的无功功率来建立磁场,故相与永磁电机和开关磁阻电机相比,交流异步电机的效率和功率密度偏低,不是能效化的选择。
汽车一般以一定的高速持续行驶,所以能够让高速运转而且在高速时有较高效率的交流异步电机得到广泛应用。
(3)永磁同步电机。
永磁式电机根据定子绕组的电流波形的不同可分为两种类型,一种是无刷直流电机,它具有矩形脉冲波电流;另一种是永磁同步电机,它具有正弦波电流。
这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。
由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作
时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。
永磁式电机的控制系统相比于交流异步电机的控制系统来说更加简单。
但是由于受到永磁材料本身的限制,在高温、震动和过流的条件下,转子的永磁体会产生退磁现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏,故还有待继续发展改善。
而且永磁材料价格较高,因此整个电机及其控制系统成本较高,目前只有稀土资源丰富的中国比较倾向于使用永磁式电机的电动汽车驱动方案。
像日本、欧洲,要么是使用轻稀土的永磁材料做永磁电机,要么是直接改用无须稀土材料,但对控制器设计要求更高的开关磁阻电机。
(4)开关磁阻电机。
开关磁阻电机作为一种新型电机,相比其他类型的驱动电机而言,开关磁阻电机的结构为简单,定子、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构,转子上没有绕组,定子装有简单的集中绕组,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等诸多优点。
而且它具有直流调速系统的可控性好的优良特性,同时适用于恶劣环境,非常适合作为电动汽车的驱动电机使用。
但开关磁阻电机有转矩波动大、需要位置检测器、系统非线性的特性,磁场为跳跃性旋转,控制系统复杂;对直流电源会产生很大的脉冲电流等缺点。
另外开关磁阻电机为双凸极结构,不可避免地存在转矩波动,噪声是开关磁阻电机主要的缺点。
近年来的研究表明,采用合理的设计、制造和控制技术,开关磁阻电机的噪声完全可以得到良好的抑制。
像目前日本对开关磁阻电机的研究比较深入,日本电产的开关磁阻电机也广泛应用于电动汽车、家电等各类行业中。
目前中国国内也渐渐有厂家关注这块电动汽车驱动电机的未来发展方向。
2.根据安装位置分类
根据安装位置的不同,有集中式、轮边式和轮毂式三种形式,目前都为永磁同步电机技术,区别只是电机安装在车辆的位置不同而已。
(1)集中式驱动电机。
集中式驱动电机与传统车桥最为相似,在驱动车轮时必须要通过过渡零部件,如减速器、传动轴等。
目前大多数低速电动车基本是此类结构,主要是此类结构最为简单低廉。
而这些低速电动车还有个问题是普遍省略了变速器。
这就带来了一个问题,那就是起步或爬坡时的低扭不足;再就是体积相对较大,传动效率不高等缺点。
因此有不少车型干脆采用双驱动电机的方式以弥补动力不足的问题,这也是新能源汽车中四驱的比例远比传统车高的原因,同时也解释了为什么那些互联网造车的首发车型为何大多是SUV的原因。
目前市场的主流是集中式驱动电机+传统车桥,这是因为其结构特点,传统车桥只要稍加改装就可以匹配,因此可以减少非常大的研发费用。
(2)轮边式驱动电机。
轮边式结构至少需要两台驱动电机,当然也可能更多。
两个驱
动电机布置在车桥的两侧,通过侧减速器和轮边减速器实现减速增扭来驱动单个车轮。
轮边电机可以需要驱动轴,也可以不需要,这是它与集中式驱动电机不同的地方。
但相对集中式来说,轮边式对整车底盘布置的意义重大,尤其是在后轴驱动的情况下,传统轿车由于要通过一根长长的传动轴将前方变速器的动力传递到后轮,会因为车身和车轮间的变形运动产生非常多的影响,但轮边驱动电机则可以直接装在车轮边上,因此无须考虑太多的抗扭变形等因素,也就可以将底盘做得非常平坦,车身也可以更富有变化。
轮毂式驱动电机。
简单地说,轮毂电机就是将所有东西一股脑地装在轮毂中,如驱动电机、减速器等在轮毂内部直接驱动车轮,其实这是目前最为常见的驱动形式,基本上家家都有的电瓶车后驱动轮都是这种结构。
其最大的优点就是结构小巧,省去了差速器、半轴以及变速装置,同时因为少了这些结构的机械损失,相应提高了传动效率。