电动汽车原理与构造(第2版)第5章.ppt

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1、电动汽车原理与构造第五章电动汽车的电机驱动系统教学提纲电动汽车电机驱动系统综述直流电机驱动系统的组成和工作原理交流感应电机驱动系统的组成和工作原理永磁电机驱动系统的组成和工作原理开关磁阻电机驱动系统的组成和工作原理电动汽车电机驱动系统关键部件电动汽车电机驱动系统综述电动汽车的驱动系统把电能转化为机械能，并通过传动装置(或直接)将能量传递到车轮进而驱动车辆按照驾驶员意志行驶。它在电动汽车上的具体任务是：在驾驶员操纵控制下，将内燃机—发电机系统、动力电池组的电能转化为车轮的动能驱动车辆，并在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。电

2、源变换器直流电源控制电路控制器电动机电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统的特点如下:以电磁转矩为控制目标，加速踏板和制动踏板的开度是电磁转矩给定的目标值，要求转矩响应迅速，波动小;电动汽车要求驱动电机要有较宽的调速范围，最高转速是基速的2倍以上，电机能在四象限内工作;为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的过载倍数，峰值转矩一般为额定转矩的2倍以上，峰值功率一般为额定功率的1.5倍以上，且峰值转矩和峰值功率的工作时间一般要求5分钟以上，为保证汽车能跑到最高车速，要求电机高速区处有一定的功率输出；驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护;良好的

3、可靠性、耐温和耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长时期运转，结构简单，适合批量生产。电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统对于电机的要求:高电压。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机和导线等装备的尺寸，特别是可以降低功率变换器的成本。小质量。电动机应尽量采用铝合金外壳，以降低电动机的质量，还要设法降低电动机控制器的质量和冷却系统的质量。较大的启动转矩和较大的调速范围，使电动汽车有好的启动、加速性能，获得启动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。高效率、低损耗。应在车辆减速时，实现再生制动能量回收，再生制动回收能量能达到总能量的10%~15%

4、。电气系统的安全性和控制系统的安全性都必须符合国家（或国际）有关车辆电气控制安全性能的标准和规定，装备有高压保护设备。高可靠性。耐温和耐潮性能强，运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长时间工作，结构简单，适合大批量生产，使用维修方便。电动汽车电机驱动系统综述目前常用的电驱动系统有四种:直流电机(DCMotor)驱动系统，电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式;交流感应电机(ACIM)驱动系统，电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速，采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应;永磁同步电机驱

5、动系统，包括正弦波永磁同步电机(PMSM)及其控制系统和矩形波无刷直流电机(BDCM)及其控制系统，由于前者低速转矩脉动更小且高速恒功率区调速更稳定，因此比后者具有更好的应用前景，正弦波永磁同步电机(PMSM)及其控制系统中的电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速;目前常用的电驱动系统有四种:开关磁阻(SR)电机驱动系统.转子无永磁体或绕组设计，控制方式类似步进电机控制，可以认为是大步距角、利用磁阻效应控制的功率型驱动电机系统.其他新型电机驱动系统续流增磁电机及其控制系统.结合永磁直流电机高效和串励电机大转矩的

6、特点，电机采用永磁加增磁绕组复合励磁方式，增磁绕组接到电机控制系统的续流回路中，电机低速时利用续流增磁输出大转矩，电机高速时增磁绕组自动提速，电机及其控制系统与车辆驱动需求能得到很好的匹配，且系统具有效率高和转速-转矩全部工作范围的高效工作区宽的特点。电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统电机的主要性能参数:额定电压－在额定运行时，电动机定子或转子绕组应输入的电压值；额定电流－在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功率时，电动机定子或转子绕组通过的线电流值；额定转速－在额定电压输入下，以额定功率输出

7、时对应的电动机输出转速；额定转矩－电机在额定功率和额定转速下的输出转矩；额定功率－在额定条件下，电动机轴上输出的机械功率；额定效率－在额定运行时电动机轴上输出的机械功率与电动机在额定运行时电源输入到电动机的功率之比值电动汽车电机驱动系统综述电动汽车电机驱动系统电机的主要性能参数:电机及控制器整体效率－电机转轴输出功率除以控制器输入功率；最高工作转速－相应于电动汽车最高设计车速的电机转速最高机械转速－在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速；峰值功率－在规定的时间内，电机允许输出的最大输出功率；峰值转矩－电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩；堵转转矩－电机转

8、子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测得值；温升－电机