电动汽车驱动电机及控制系统ppt课件.ppt

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1、第五章电动汽车驱动电机及控制系统1.电机驱动系统的作用与组成电动汽车电机驱动系统是新能源汽车的核心技术之一，它的主要任务是按驾驶员的驾驶意图，将动力电池的化学能高效地转化为机械能，经过变速器、驱动轴等机构驱动车轮。电动机驱动系统主要有电动机、功率器件和控制系统组成。1.电机驱动系统的作用与组成电机驱动系统基本组成框图2.电机的基本概念1.电机电机，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，作为车用电器或各种机械的动力源。通常指电动机与发电机。2.电机的关键参数：转速：额定转速：是指在额定功

2、率下电机的转速。单位为。电机转矩：电机扭矩即电动机的输出扭矩，为电动机的基本参数之一。常用单位为NM。功率：额定功率是指电机在额定电压额定环境等条件下电机轴上的输出功率。常用单位是Kw。2.电机的基本概念效率：效率指的电机有效输出功率与总功率之率，不同类型电机效率曲线不同。对于电动汽车而言，电机的效率可以表示为：3.新能源汽车对电机的要求1.高电压。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。2.转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到8000-12000r/

3、min，高转速电动机的体积较小，质量较轻，有利于降低装车的装备质量。3.质量轻，体积小。电动机可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机的质量，各种控制装置和冷却系统的材料等也尽可能选用轻质材料。4.电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。能够实现快速充电。3.新能源汽车对电机的要求5.电动汽车驱动电动机需要有4至5倍的过载，以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。6.电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以满足

4、多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定的性能。7.电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量回收。8.电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。9.电机能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性、耐温和耐潮性，并在运行时噪声低，能够在较恶劣的环境下长期工作。10.结构简单，适合大批量生产，使用维修方便，价格便宜等。4.不同类型的电机1.直流电动机有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。具有交流电机不可比拟的优良控制特性。由于存在电刷和机械换向器，不但限制了电机过载能

5、力与速度的进一步提高，而且如果长时间运行，势必要经常维护和更换电刷和换向器。由于损耗存在于转子上，使得散热困难，限制了电机转矩质量比的进一步提高。鉴于直流电动机存在以上缺陷，在新研制的电动汽车上已基本不采用直流电动机。4.不同类型的电机2.交流三相感应电动机交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。其定子和转子采用硅钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单，运行可靠，经久耐用。交流感应电动机的功率覆盖面很宽广，转速达到12000～15000r/min。可采用空气冷却或液体冷却方式，冷却自由度高。对环境的适

6、应性好，井能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电动机相比较，效率较高，质量减轻一半左右，价格便宜，维修方便。4.不同类型的电机2.交流三相感应电动机异步电机工作原理图笼型三相异步电动机的结构4.不同类型的电机3.永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机是一种高性能的电动机。具有直流电动机特性的无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是矩形波，所以又称为矩形波同步电动机。它采用永磁体转子，没有励磁损耗：发热的电枢绕组又装在外面的定子上，散热容易，因此，永磁无刷直流电动机没有换向火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维修简便

7、。它的转速不受机械换向的限制，如果采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万转运行。永磁无刷直流电动机机系统相比具有更高的能量密度和更高的效率，在电动汽车中有着很好的应用前景。4.不同类型的电机3.永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机的工作原理是利用电动机转子位置传感器输出信号控制电子换向线路去驱动逆变器的功率开关器件，使电枢绕组依次通电，从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场，拖动电动机转子旋转。同时，随着电动机转子的转动，转子位置传感器又不断送出位置信号，以不断的改变电枢绕组的通电状态，使得在某一磁极下导体中的电流方向保

8、持不变，这样电动机就旋转起来了。永磁无刷直流电动机的工作原理示意图4.不同类型的电机4.永磁同步电动机永磁同步电动机实际上是一种凸极式电动机，一般其在定子结构上采用与三相交流电动机相似的三相对称绕组，交流电源通过交—直—交电压型逆变器或直—交电压电压型逆变器，调制为电压可变化的三相正弦波电