电动汽车对驱动电机的基本要求

新能源汽车驱动电机概述课程教学设计一、任务引入（时间： 5分钟）【知识回顾】1.新能源汽车的类型2.新能源汽车的关键技术3.新能源汽车的驱动系统。

【任务分析】电动机驱动系统是电动汽车的心脏。

它的作用是在驾驶员的控制下高效率的将动力电池组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组中。

【目标要求】了解新能源汽车驱动电机的类型、额定指标，掌握电动汽车对驱动电机的要求，了解驱动电机的发展趋势。

【教学活动设计】教师活动：创设情境，展示教具；学生活动：体会场景，感知实物。

二、知识准备（时间：30 分钟）【相关知识】1.导入新课电动机是电动汽车驱动系统的核心部件、其性能的好坏直接影响电动汽车驱动系统的性能，特别是电动汽车的最高车速、加速性能及爬坡性能等。

下面我们一起进入驱动电机概述的学习。

2.讲授新知识引导问题 1：电动汽车电驱系统的基本知识？教学开展：以当2009年国庆阅兵上的国徽彩车引入电动汽车及其驱动系统，引发学生兴趣，提出问题：你对电驱系统有了解吗？一、驱动电机简介用于驱动车辆的电动机称为驱动电动机。

其任务是在驾驶人的控制下，高效率地将蓄电池的电量转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。

二、驱动电机的分类按照结构和工作原理不同，目前的驱动电动机有直流电动机、交流异步电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机等几种。

（1）直流电动机直流电动机通过定子绕组产生磁场，向转子绕组通人直流电，并用换向装置对绕组内电流在适当时候进行换向，使转子绕组始终受到固定方向的电磁转矩。

（2）无刷直流电动机;（3）交流异步电动机交流异步电动机的定子绕组通入交流电产生旋转的磁场，转子绕组切割磁力线产生感应电流，并受到电磁转矩而旋转。

交流异步电动机按照转子绕组不同，分为笼型转子和绕线转子两种。

（4）永磁同步电动机永磁同步电动机的定子与交流异步电动机类似，通入交流电产生旋转磁场，但转子用永磁体取代电枢绕组，电动机转速与旋转磁场转速同步。

电动汽车论文永磁同步电机设计论文摘要：文章首先介绍电动汽车不同运行状况对电机的要求，根据要求来确定永磁同步电机的性能参数，以满足电动汽车的要求。

根据目标参数综合分析比较后确定转子结构为内置切向式的永磁同步电机为本论文研究对象。

通过计算初步确定永磁同步电机的基本尺寸、绕组类型、定子槽型等。

最后通过解析计算得出永磁同步电机各参数初选数值。

1 电动汽车对驱动电机性能的要求电动汽车运行工况多变复杂，因此对驱动电机的性能、尺寸都有相应的要求：①在电池电量一定的情况下行驶里程是电动汽车性能的关键因素，为了提高汽车的续航里程，要求电动机能耗低、效率高。

②汽车在行驶中会走烂路低速行驶，也会走高速路高速行驶，会运行于多种不同工况之中，要求电机调速范围宽泛。

③汽车在运行中会频繁起步、加速、制动减速、爬坡等，要求电机具有较大的启动转矩，在设计中可选取较大的过载系数。

④为了增大汽车车内空间、便于电机布置同时减轻汽车重量，要求电机比功率较大、体积小、尽量采用较高的额定电压。

2 永磁同步电机总体设计电动汽车用永磁同步电机总体设计首先需要确定电机的磁路结构，选用合理的计算方法确定电机各部件的尺寸参数，基本确定出电机的原型。

2.1 转子磁路结构选择转子磁路结构对永磁同步电机的驱动性能产生很大影响，是电机设计阶段首先要考虑的问题。

隔磁桥能有效控制磁漏系数的大小，因此合理设计隔磁桥很重要[1]。

磁漏系数小电机的抗去磁能力减弱，磁漏系数大所需永磁体量就多。

因此需要对电机的磁路结构进行合理设计以满足电动汽车对驱动电机的要求。

不同的磁路结构对电机的电感参数影响很大，主要根据永磁体布置与转子位置不同分为表面置式与内置式，如图1所示。

由于永磁体内置式切向式永磁同步电机转矩输出能力比其他电机强、调速范围宽、结构紧凑、运行可靠。

因此选用该种结构形式为本课题研究对象。

2.2 永磁体材料与尺寸选择目前，永磁同步电机永磁体材料采用稀土材料钕铁硼[2]，它具有很高的矫顽力和磁能积，磁能积是普通铁氧永磁体的6倍以上。

电动汽车用驱动电机系统功能安全要求及试验方法随着全球对环境保护意识的逐渐增强，电动汽车逐渐成为了未来汽车发展的主流趋势，同时电动汽车使用的驱动电机系统也面临着越来越高的功能安全要求及试验方法。

本文将从功能安全的定义出发，探讨电动汽车用驱动电机系统的功能安全要求及试验方法，以期为相关领域的研究者提供一些参考。

一、功能安全的定义功能安全是指汽车及其他安全相关电子电路设备在出现故障时，保证其不会对人、车辆及其他周围环境造成危险影响的能力。

电动汽车用驱动电机系统因其涉及到驱动及控制等多个环节，因此在功能安全方面的要求也相对较高，主要包括以下几个方面：1.电动汽车用驱动电机系统要具备安全启动和停止实现机构该机构能够保证在驱动电机系统出现故障时，能够停止驱动电机的运转，以保护人员和环境的安全。

同时，也应该设计具有刹车功效的制动系统，以便在发生故障时能够及时制动。

2.电动汽车用驱动电机系统应该具备过渡模式过渡模式是指在发生故障或者正常停车时，驱动电机系统应该能够保持相应的功能，并进行相应的控制，确保车辆安全停止。

自诊断功能是指当驱动电机系统出现故障时，能够通过内部的传感元件进行自我修复或告警，并向驾驶员或其他相关人员发出警报，以便及时处理。

数据存储和备份功能是为了保证当驱动电机系统出现故障时，能够及时保存现场数据，并保证数据的完整性，以便后续进行数据分析和故障排查。

防护和防撞设计是针对驱动电机系统本身的可靠性和安全性，能够有效减少驱动电机系统的受损及其他电子电路设备的损失。

1.故障注入试验法故障注入试验法是指在驱动电机系统正常工作状态下，人为模拟故障情况，以此来测试驱动电机系统的容错能力和自动诊断能力。

2.功能行为验证试验法功能行为验证试验法是针对驱动电机系统的各项功能进行测试，并对测试结果进行分析和评估，以检测是否符合设定的功能安全要求。

3.边界值试验法边界值试验法是指针对驱动电机系统不同工况下的计算和控制程序进行测试，以确保驱动电机系统在不同工况下的可靠性和安全性。

电动汽车用驱动电机系统功能安全要求及试验方法
近年来随着电动汽车的普及，电动汽车用驱动电机系统的安全性问题也备受关注。

为了确保电动汽车行驶的安全性和稳定性，需要制定一系列的功能安全要求及试验方法。

首先，电动汽车用驱动电机系统的功能安全要求主要涵盖以下几个方面：
1. 故障检测和故障处理能力：驱动电机系统要具备故障检测和故障处理能力，当系统出现故障时，能够迅速识别并采取相应的措施，避免对行驶安全产生影响。

2. 紧急刹车功能：驱动电机系统应具备紧急刹车功能，在紧急情况下能够快速停车，避免事故发生。

3. 过流保护功能：驱动电机系统应具备过流保护功能，当电机电流过大时能及时停止电机运转，防止电机损坏。

4. 车速控制功能：驱动电机系统应具备车速控制功能，能够根据行驶需求，实现车速的精准控制。

其次，电动汽车用驱动电机系统的试验方法主要包括以下几个方面：
1. 故障模拟试验：通过模拟故障情况，测试驱动电机系统的故障检测和故障处理能力。

2. 紧急刹车试验：对驱动电机系统的紧急刹车功能进行试验，验证其在紧急情况下的刹车效果。

3. 过流保护试验：对驱动电机系统的过流保护功能进行试验，
测试其在电机电流过大时的保护作用。

4. 车速控制试验：通过设置不同的速度要求，测试驱动电机系统的车速控制功能，验证其在不同车速下的控制精度。

综上所述，电动汽车用驱动电机系统的功能安全要求及试验方法是确保电动汽车行驶安全性和稳定性的重要措施，需要在制定标准和规范的同时，不断加强试验和检测工作，确保电动汽车用驱动电机系统的安全性和可靠性。

GB/T 18488.1-2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件1 范围本标准规定了电动汽车用驱动电机及其控制器通用技术条件。

本标准适用于电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）用的驱动电机及其控制器。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB 755-200 旋转电机定额和性能GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法GB/T 4772.1-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分：机座号56～400和凸缘号55～1080GB/T 4942.1-1985 电机外壳防护分级GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级GB 10068.2-2000 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动—振动的测量、评定及限值GB 10069.3-1988 旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值GB/T 12665-1990 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求GB/T 12668-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件GB 14023-2000 车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法GB 1471l-1993 中小型旋转电机安全通用要求GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值测量方法GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法GB/T 2900.25-1994 电工术语旋转电机GB/T 2900.26-1995 电工术语控制电机GB/T 2900.33-1993 电工术语电力电子技术3 定义本标准除采用GB/T 2900.25、GB/T 2900.26、GB/T 2900.33中的定义外，还增加了下列定义。

3.1 电机控制器controllers of the electrical machine控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、它是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成的。

电动汽车对驱动电机的特性要求
通过对车辆起步、加速、爬坡、下坡、高速、低速、滑行、降速、制动和停车等各种行驶工况特性的全面分析，总结出电动汽车对驱动电机的六项性能要求：
1.有较大的启动扭矩和相当的短时过载能力以满足汽车起步、加速和上坡时要求；
2.改善电机的启动特性，避免过大的启动峰值电流损坏蓄电池；
3.有较宽调速范围和理想调速特性以满足汽车高、低速各工况行驶要求；
4.要求电机正反转以简化汽车倒车机构；
5.需电机能方便有效实现发电回馈，将汽车在降速制动和下坡时的动能自动回馈蓄电池，以节能和提高续驶里程；
6.设法利用电磁吸力使电机的定、转子相互吸住来实
现电磁制动，避免机械制动存在的热衰退和水衰退，并改进电磁制动功能以缩短制动时间，提高汽车在频繁起、停运行中的制动效能及其恒定性。

根据上述分析得出电动汽车对其轮毂式电机除了有较好的调速性能，还要求同时兼有电动、发电回馈和电磁制动三项功能。

通过对直流、交流、永磁无刷、变磁阻等各类调速电机的结构原理和特性分析比较，由于变磁阻双凸极电机具有结构简单、坚固可靠、制造成本低、调速性能好、效率高等优点，能运行于正、反转电动及发电四个象限，为一种新兴的典型机电一体化装置。

并具有高起动转矩、低起动电流，即特别适于汽车起步和蓄电池驱动的特性要求。

为使电动、发电、制动三功能同时较好地有效发挥，首先确定了采用变磁阻双凸极电机作为其基本结构形式。

为满足电机的多功能要求，利用制作电机模型，反复模拟运行和改进设计，最终通过巧妙合理安排电机双凸极齿与槽的相对宽度和其绕组的空间布局等一系列改进措施，提高和兼顾了电动、发电和制动三功能的较好发挥。

为说明对电机改进的思路和基本原理，需先对现有变磁阻双凸极电机的结构原理作必要说明。

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。

电动汽车电机及控制标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着全球对环境保护意识的不断提高，电动汽车的普及和市场需求也在逐渐增长。

作为电动汽车的核心部件，电机及控制系统的标准化是保证车辆性能和安全的重要保障。

本文将从电动汽车电机及控制标准的制定、内容要求和实施情况等方面进行探讨。

一、电动汽车电机及控制标准的制定随着电动汽车产业的不断发展，各国纷纷制定了相关的电动汽车电机及控制标准。

国际电工委员会（IEC）制定了IEC 61800系列标准，涵盖了电动汽车电机控制系统的基本要求、性能指标和测试方法等内容。

欧洲标准化委员会（CEN）和欧洲电气和电子工程师协会（IEEE）也分别发布了相关的标准规范，为电动汽车电机及控制系统的标准化提供了技术支持。

电动汽车电机及控制标准主要包括以下几个方面的内容要求：1. 电机性能：包括电机功率、转速、效率等性能指标的要求，确保电机能够正常运行并满足车辆性能需求。

2. 控制系统：包括驱动器、控制器、传感器等控制系统的设计、安全性能和通信接口等方面的要求，确保控制系统能够实现对电机的准确控制和保护。

3. 安全性能：包括电机过载保护、电磁兼容性、防火防爆性能等安全性能要求，确保电机及控制系统在各种工况下能够安全可靠地工作。

4. 标准测试方法：包括电机和控制系统的性能测试、环境适应性测试、耐久性测试等标准测试方法的规定，确保电机及控制系统的性能和可靠性得到有效验证。

5. 标准化标识：包括电动汽车电机及控制系统的标准化标识，统一规范产品的型号、规格、技术参数等信息，方便用户选型和使用。

目前，各国对于电动汽车电机及控制标准的实施情况各有不同。

一些发达国家如美国、德国、日本等在电动汽车电机及控制标准化方面较为成熟，相关标准得到了广泛应用，为电动汽车产业的健康发展提供了有力支持。

而一些新兴国家如中国、印度等在电动汽车电机及控制标准化方面还存在一定的滞后和不足，亟需加强标准制定和实施工作，提高产品质量和市场竞争力。