电动汽车电机及控制系统

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纯电动汽车电机及控制器

纯电动汽车电机及控制器

纯电动汽车电机及控制器简介纯电动汽车是通过电力驱动的汽车,它的动力装置由电机和控制器组成。

本文将详细解析纯电动汽车电机及控制器的工作原理、类型和特点。

电机的工作原理纯电动汽车的电机转换电能为机械能,驱动汽车运动。

电机的工作原理主要基于电磁感应和电力学原理。

电磁感应原理电机利用电磁感应原理实现电能转换。

当电流通过电枢线圈时,产生的磁场与永磁体磁场相互作用,产生电磁转矩,推动电机转动。

电力学原理电机根据电力学原理,将直流电能转换为机械能。

通常,电机由定子(主磁极)和电枢(副磁极)组成,定子上有多个绕组,通电时产生磁场,电枢则由永磁体组成。

通过将电流引入电枢绕组,产生的磁场与定子磁场相互作用,形成旋转力矩。

电机的分类根据电机结构和工作原理,电动汽车电机可以分为不同类型。

以下是常见的几种类型:直流电机(DC Motor)直流电机是最早应用于电动汽车的一种电机。

它通过正反极磁场相互作用产生转矩。

直流电机结构简单、控制方便,但存在机械磨损,效率低等问题。

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)永磁同步电机是一种常用的电动汽车驱动电机。

它通过电枢绕组和永磁铁之间的磁场相互作用产生转矩。

PMSM具有高效率、高功率密度和较好的功率输出性能。

感应电机(Induction Motor)感应电机是另一种广泛应用于电动汽车的电机类型。

它利用定子绕组和转子磁场之间的电磁感应产生转矩。

感应电机结构简单、成本低廉,但相对于永磁同步电机,效率稍低。

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor, SRM)开关磁阻电机是一种新兴的电动汽车驱动电机。

它利用了转子齿槽和定子齿槽之间的磁阻变化来实现转矩输出。

SRM结构简单、制造成本低,但容易产生噪音和振动。

控制器的作用和特点纯电动汽车的控制器主要负责控制电机的启停、转速、扭矩等参数。

它在整个电动汽车系统中起着核心的控制作用。

新能源汽车驱动电机与控制系统 第一章 电机基础知识

新能源汽车驱动电机与控制系统 第一章 电机基础知识

任务1:电机基础知识
信息交互
规划决策
16
(三)电磁学基础知识
励磁绕组:根据其供电方式可以分为直流励磁绕组和交流励磁绕组。直流励磁绕组的优点在于其 可靠性高,但需要使用整流器,转子上也存在集电环与刷子摩擦产生火花等安全隐患。而交流励 磁绕组相对来说更为简单,不需要整流器,且不存在集电环和刷子的问题。但其缺点在于其输出 磁通较弱,需要使用铁心轴,增加铁损
B
磁滞损耗 由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗Ph
10 任务1:电机基础知识
(一)新能源汽车驱动系统概述
传动机构 传动机构指的是将电机输出的扭矩和转 速传递到汽车的主轴上,从而驱动汽车 行驶的机构,主要包含减速器和差速器 的两个部件。
11 任务1:电机基础知识
(一)新能源汽车驱动系统概述
电机的分类
12 任务1:电机基础知识
(二)新能源汽车对驱动电机的性能要求
任务1:电机基础知识
信息交互
规划决策
17
(三)电磁学基础知识
电枢绕组:由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成,他是直流电机的电路部分,也是感 生电动势,产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。 电枢绕组分直流电枢绕组和交流电枢绕组两大类。它们分别用于直流电机和交流电机。
任务1:电机基础知识
信息交互
规划决策
(1)电机结构紧凑、尺寸小,封装尺寸有限,必须根据具体产品进行特殊设计。
(2)重量轻,以减轻车辆的整体重量。应尽量采用铝合金外壳,同时转速要高,以减轻整车的质
量,增加电机与车体的适配性,扩大车体可利用空间,从而提高乘坐的舒适性。
(3)可靠性高、失效模式可控,以保证乘车者的安全。
(4)提供精确的力矩控制,动态性能较好。

第四章 驱动电机及控制系统

第四章   驱动电机及控制系统

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时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下,电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内,电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下,电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
整车控制器(VCU)根据驾驶员意图发出各种指令,电机 控制器响应并反馈,实时调整驱动电机输出,以实现整车的 怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机 控制器另一个重要功能是通信和保护,实时进行状态和故障 检测,保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。
第四章 驱动电机及控制系统
2.电动汽车对驱动电机性能的要求
由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护 或更換。
第四章 驱动电机及控制系统
2.新能源汽车直流电动机的性能要求 (1)低能耗性
为了延长一次充电续驶里程以及抑制电动机的温升、 尽量 保持低损耗和高效率成为直流电动机的重要特性 。 近年来, 由 于稀土系列永磁体的研究开发, 直流电动机的效率已明显提高, 能耗明显减低。 (2)环境适应性
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 的环境大致相同, 所以要求在设计时充分考虑密封的问题, 防止 灰尘和水汽侵入电动机, 另外还要考虑电动机的散热性能。
第四章 驱动电机及控制系统
(3)抗振动性 由于直流电动机具有较重的电枢, 所以在颠簸的路况行驶时,
车辆振动会影响到轴承所承受的机械应力, 对这个应力进行监 控和采取相应的对策是很有必要的。 同时由于振动, 很容易影 响到換向器和电刷的滑动接触, 因此必须采取提高电刷弹簧预 紧力等措施。

电机驱动系统(完整)

电机驱动系统(完整)

八、开关磁阻电机控制系统
1. 开关磁阻电机结构
定、转子为结构双凸结构。 定、转子齿满足错位原理, 即错开1/m转子齿距。 通电一周,转过一个转子齿。 需要转子位置传感器。
6/4极的开关磁阻电动机
2. 开关磁阻电动机工作原理
靠磁通收缩产生转矩
转矩:
开关磁阻电机的 转矩瞬时值正比于 电流的平方, 也正比于电感对转 子位置角的变化率。
+
+C
-C
PWM 输入
电动“1” 回馈制动“ 0”
驱动信号 输出
6. 无刷直流电机及其控制系统的优缺点
优点: 1. 具有直流电机的控制特性。 2. 控制相对简单。 3. 电机效率高,体积小。
缺点: 1. 由于永磁材料贵,电机价格较贵。 2. 过热容易导致永久性失磁。 3. 弱磁运行较困难。 4. 需要转子位置传感器。
功率变换器主电路
交流电机电枢绕组
六、无刷直流电机控制系统
1. 系统构成
三相功率 变换器
控制电路 控制器
永磁 同步电机
转子位置 传感器
自控式永磁 同步电机

2.无刷直流电机与永磁同步电机差别
B0(e0)
永磁同步电机
0
无刷直流电机
2π ωt
一对极下不同的气隙磁密分布图
3.无刷直流电机工作原理
有6个定子空间磁势。
A iA
根据转子位置传感器检
测到的转子位置和要求
FBA
FCA
转向来决定产生哪一个
X
磁势。
产生的平均转矩最大。 FBC
S
Z
iC
C
FAC
F0
N
FCB
Y
iB

新能源电动汽车的电机控制和调节

新能源电动汽车的电机控制和调节
集成化
电机控制系统正逐渐实现集成化, 将多个功能模块集成在一个控制器 中,降低系统的复杂性和成本。
02
电机控制策略
矢量控制
总结词
矢量控制是一种通过控制电机的输入电压或电流,实现电机转矩和磁通独立控制的电机控制策略。
详细描述
矢量控制通过将电机的输入电压或电流分解为转矩和磁通两个分量,分别进行控制,从而实现对电机 转矩和速度的高精度调节。这种控制策略广泛应用于高性能的电机控制系统,如新能源电动汽车的电 机控制系统。
调速系统
01
02
03
机械调速
通过改变电机输入轴与输 出轴之间的传动比实现调 速,具有结构简单、成本 低等优点。
电气调速
通过改变电机输入电压或 电流实现调速,具有调速 范围广、控制精度高等优 点。
智能调速
利用现代控制理论和技术 实现电机最优控制和节能 运行,具有自动化程度高 、节能效果好等优点。
电机驱动与调节系统的优化
能效管理系统的发展趋势
智能化管理
利用先进的传感器、通信和人工智能技术,实现能效管理的智能 化和自适应调节,提高管理效率和准确性。
集成化设计
将电机、电池、热管理系统等部件进行集成设计,优化整体能效 性能,降低系统复杂性和成本。
可再生能源利用
结合太阳能、风能等可再生能源,实现电动汽车的绿色能源供给 ,进一步提高能效和环保性能。
直接转矩控制
总结词
直接转矩控制是一种通过直接控制电机的转矩和磁通,实现对电机转矩和速度进行快速响应控制的电机控制策略 。
详细描述
直接转矩控制通过直接检测电机的转矩和磁通,并采用相应的控制算法,实现对电机转矩和速度的快速调节。这 种控制策略具有快速响应和鲁棒性强的特点,适用于需要高动态性能的电机控制系统,如新能源电动汽车的电机 控制系统。

新能源汽车驱动电机与控制系统 第三章 交流感应电机

新能源汽车驱动电机与控制系统 第三章 交流感应电机
16 任务3:交流感应电机
(二)感应电动机的工作原理
感应电机工作原理分析: 转子受力,产生转矩,为电磁转矩,方向与 旋转磁动势同方向,转子便在该方向上旋转 起来。转子旋转后,转速为,只要n<n1 (n1为定子旋转磁场同步转速),转子导条 与磁场仍有相对运动,产生与转子不转时相 同方向的电动勢、电流及受力,电磁转矩仍 为顺时针方向,转子继续旋转,稳定运行。
8
槽,用于小型容量的低压感应电动机。
(一)交流感应电机的基本结构
定子绕组 定子绕组是电动机的电路部分,通入三相交流电,其作用是吸收电功率和产生旋转磁场。定子绕组 由三个在空间上相互间隔120°对称排列结构完全相同的绕组(每个绕组为一相)组成,根据需要连 接成丫形或△形。对于大、中型容量的高压异步电动机定子绕组常采用丫形接法。
感应电机定子旋转磁场的产生: 感应电动机工作时,由定子、转子共同建立磁场,并与转子绕组的感应电流相互作用产生电磁力, 从而形成电磁转矩。电磁转矩克服负载转矩输出机械能,因此感应电动机实现了电能到机械能的能 量转换。 感应电动机能够正常工作必须满足两个基本条件:电动机的定子、转子磁动势必须能合成并在气隙 内建立旋转磁场;转子转速必须小于气隙旋转磁场的转速,并且两者保持一定的差值,以保证转子 与旋转磁场之间存在相对运行。 气隙旋转磁场也就是主磁场,其旋转速度与电源频率的关系为:
15 任务3:交流感应电机
(二)感应电动机的工作原理
感应电机工作原理分析: 感应电动机定子绕组接通三相交流电源后, 电机内便形成圆形旋转磁场,如图3-5中。若 转子不转,鼠笼转子导条(即转子绕组)与 旋转磁场有相对运动,导条中有感应电动势, 方向由右手定则确定。由于转子导条彼此在 端部短路,于是导条中有电流,不考虑电动 势与电流的相位差时,电流方向与电动势方 向相同。这样,导条就在磁场中受力,用左 手定则确定受力方向,为顺时针旋转方向。

新能源汽车驱动电机及控制系统检修 习题及答案 吴常红 项目三 新能源汽车电机控制器检修

新能源汽车驱动电机及控制系统检修 习题及答案 吴常红 项目三 新能源汽车电机控制器检修

项目三新能源汽车电机控制器检修任务一制动能量回馈强度设置一、填空题(2分/空,共36分)1.制动能量回馈系统也称“制动能量回收系统”或“再生制动”。

2.电动汽车在制动减速或停车过程中,电机处于发电机工况,制动能量回馈系统完成从汽车动能到蓄电池电能的转化,这就是制动能量的回收过程。

3.影响能量回收的因素主要可分为3类:第一类是一影响制动总能量的因素。

4.电动机制动的方法可分为机械制动和电气制动两大类。

5.电动汽车的制动方式应考虑机械制动和电气制动两种类型的结合,尽可能多地用回馈发电方式取代机械式制动。

6.目前主要有三种不同的制动控制策略:理想制动力分配控制策略、最佳制动能量回馈控制策略和前后制动力固定比值控制策略。

7.理想制动力分配控制策略能充分利用地面附着条件,使制动距离最短,制动时汽车方向稳定性也好。

8.前后制动力固定比值控制策略对于常规机械制动系统,前后轮制动力的分配比例是固定的。

9.回馈发电制动只能起到限制电动机转子速度过高的作用,即不让汽车的速度比同步速度高出很多,但无法使其小于同步转速。

10.纯电动汽车制动能量回收系统主要由整车控制器、储能系统(动力电池组)、电机控制器、驱动电机、液压系统以及传动装置等部分组成。

二、单选题(4分/题,共20分)1一般来讲,在动力电池充电效率为100%,电动机效率、制动回馈效率为(C)oA.25%B.50%C.75%D.100%2.在车辆总消耗能量的50%用于获得车辆动能的设定条件下,基于能量守恒而解析计算得到,采用再生制动能量回收可提高车辆续驶里程(B)oB.23%C.33%D.43%3.控制系统较复杂,适用于全可控的混合制动系统是(A)Λ.理想制动力分配控制策略B.最佳制动能量回馈控制策略C.最优制动能量回馈控制策略D.前后制动力固定比值控制策略4.BMC通过动力CAN向VCU反馈当前的动力电池信息,当纯电动车辆电池组S0C>95%/插电混动车辆电池组SOC(Λ)时,能量回收的电流不输送给动力电池。

新能源电动汽车的电机技术与控制

新能源电动汽车的电机技术与控制

维护与保养
建立完善的维护和保养体系,定 期对电机控制系统进行检查和保 养,确保系统的稳定性和可靠性 。
电机控制系统的智能化与网络化
01
02
03
智能化控制
利用先进的算法和传感器 技术,实现电机控制系统 的智能化,提高系统的响 应速度和稳定性。
网络化协同控制
通过车载网络和云平台, 实现多个电机控制系统之 间的协同控制,提高整车 的性能和安全性。
关磁阻电机技术
开关磁阻电机技术是一种新型的电机 技术,具有结构简单、可靠性高、容 错能力强等优点。
开关磁阻电机通过改变相绕组的电流 方向和大小来改变磁场方向和大小, 从而实现旋转。控制方式包括角度控 制和电流斩波控制。
03 新能源电动汽车电机控制系统
电机控制系统组成与功能
电机控制器
负责接收来自车辆控制器的指令,根据指令输出相应的控制信号,驱 动电机运行。
人机交互
利用人机交互技术,使驾 驶员能够更加方便地控制 电机系统,提高驾驶的舒 适性和安全性。
05 新能源电动汽车电机技术的未来展望
高性能电机的研发与应用
总结词
随着新能源电动汽车技术的不断发展,高性能电机的研发与应用成为未来的重 要趋势。
详细描述
高性能电机具有更高的功率密度、更低的能耗和更长的使用寿命,能够提高新 能源电动汽车的效率和性能。未来,高性能电机将广泛应用于新能源公交车、 出租车、物流车等商用车领域,以及家用轿车领域。
新能源电动汽车的电机技术与控制
• 新能源电动汽车电机技术概述 • 新能源电动汽车的电机技术 • 新能源电动汽车电机控制系统
• 新能源电动汽车电机控制系统的 优化与挑战
• 新能源电动汽车电机技术的未来 展望
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额定电压
额定电压是指外加于线端的电源线电压(V)
额定电流
额定电流是指电动机额定运行(额定电压、额定输出功率)情况下电 枢绕组(或定子绕组)的线电流(A)
额定频率
额定频率是指电动机额定运行情况下电枢(或定子侧)的频率(Hz)
额定转速
额定转速是指电动机额定运行(额定电压、额定频率、额定输出功率) 的情况下,电动机转子的转速(r/min)
以Z2---92为例:Z表示一般用途直流电动机;2表示设计序号, 第二次改型设计;9表示机座序号;2电枢铁心长度符号。
小结:
1.直流电机的结构; 2.直流电机的工作原理; 3.直流电机励磁方式; 4.直流电机的特性。
直流电机的特性
机械特性
四种不同励磁式直流 电机机械特性
直流电机的特性
电机的电枢电流和电机轴上的负载转矩的关系
额定工作点 工作示意图
直流电机的特性
电机的正反转切换特性
电机的正反 转切换特性
直流电机的铭牌
国产电机型号一般采用大写的英文的汉语拼音字母的阿拉伯 数字表示,其格式为:第一部分用大写的拼音字母表示产品代号, 第二部分用阿拉伯数字表示设计序号,第三部分用阿拉伯数字表 示机座代号,第四部分用阿拉伯数字表示电枢铁心长度代号。
项目二 直流电机及控制系统
任务 2 任务 3 任务 4
直流电机认知 直流电机检修 直流电机控制系统认知
任务2 直流电机认知
引入:
江淮和悦电动车是 如何被驱动的
直流电机结构原理及检修
教学内容:
1.直流电机的结构; 2.直流电机的工作原理; 3.直流电机励磁方式; 4.直流电机的特性; 5.直流电机的铭牌。
直流电机结构原理及检修
教学目标:
1.正确叙述直流电机的结构; 2.正确分析直流电机的工作原理; 3.正确叙述直流电机的励磁方式; 4.正确分析直流电机的工作特性; 5.正确叙述直流电机铭牌各参数。
直流电机的结构
定子部分
直流电 机纵向 剖视图
直流电机的结构
定子部分
直流电 机轴向 剖视图
直流电机的结构
定子部分
直流电机的结构
转子部分
转子结构图
直流电机的结构
转子部分
直流电机电枢铁芯
直流电机的结构
转子部分
电枢 绕组
直流电机的工作原理
可逆原理
a)发电状态 b)电动状态
直流电机的工作原理
发电原理
/jichu/jidian/1276.html
直流电机的工作原理
较低(0.2kw/kg) 一般
温度变化大(-40℃~ +105℃);震动剧烈
很高以保障乘车安全 通常为水冷(体积小) 需要快速的力矩相应控制,
动态性能较好 较高(1-1.5kw/kg)
较高
小结:
1.电力驱动系统; 2.驱动电机的概念; 3.新能源汽车对驱动电机的要求; 4.新能源汽车驱动电机的分类、特点及在新能源车上的应用; 5.车用驱动电机与工业电机的区别。
全国交通运输职业教育技工新能源汽车检测与维修专业规划教材
电动汽车电机及控制系统
项目一 电动汽车电机 任务 1 电动汽车电机认知
任务1 新能源汽车驱动电机概述
新能源汽车驱动电机概述
教学内容:
1.电力驱动系统的介绍; 2.驱动电机的概念; 3.新能源汽车对驱动电机的要求; 4.新能源汽车驱动电机的分类、特点及在新能源车上的应用; 5.车用驱动电机与工业电机的区别。
电动汽车电机驱动系统的基本组成
电机的定义
驱动电机是应用电磁感应原 理运行的旋转电磁机械,驱 动电机在纯电动汽车中被要 求承担电动机和发电机的双 重功能。
电动汽车电机驱动系统的基本结构原理
电动汽车对驱动电机的要求
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
要求
高电压 电机结构紧凑、尺寸小 重量轻 可靠性高、失效模式可控。 提供精确的力矩控制,动态性能较好。 效率高,功率密度较高。 调速范围宽。 瞬时功率大,过载能力强。 环境适应性好。 制动再生效率高。 其他
产品名称代号 稀土永磁式直流伺服电动机 铁氧体永磁式线绕盘式直流电动机 稀土永磁式线绕盘式直流电机 铁氧体永磁式无刷直流伺服电动机 稀土永磁式无刷直流伺服电动机 印制绕组直流伺服电动机 开关磁阻电动机 三相异步电动机
任务五 电动汽车电机产品名称代号及额定指标
2.额定指标
名称
含义
额定功率
额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机械功率(W或kW)
电动机原理
(a)导体ab处于N极下 (b)导体ab处于S极下
a
b
/jichu/jidian/1276.html
直流电机的工作原理
直流电机的分性
直流电机的特性
转矩特性
他励电机的 转矩特性
直流电机的转 速-转矩特性
电动汽车对驱动电机的要求
电动汽车对驱动电机的要求
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
1.分类
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
2.特性
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
3.应用
直流电机在新能 源车上的使用
江淮和悦iev
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
3.应用
荣威550Plug-in
新能源汽车驱动电机概述
教学目标:
1.能简单叙述电力驱动系统的组成及工作原理; 2.能正确定义驱动电机的概念; 3.能正确叙述新能源汽车对驱动电机的要求; 4.能正确叙述驱动电机的分类及每种驱动电机的特点; 5.能正确说出各新能源汽车上安装的驱动电机类型; 6.能正确叙述驱动电机与工业电机的区别。
电动汽车电机驱动系统的基本组成
任务六 电动汽车驱动电机与工业用电动机区别
项目
工业应用
车辆应用
外观
封装尺寸
工作环境
可靠性要求 冷却方式 控制性能 功率密度 总体性价比
空间不受限制,可用标注封 布置空间有限,必须根据具
装配套各种应用
体产品进行特殊设计
环境温度适中(-20℃~ +40℃);静止应用,震动较
小 较高以保证生产效率 通常为风冷(体积大) 动态性能较要求不高
特斯拉MODEL S
交流异 步电机 在新能 源车上 的使用
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
4.应用
永磁同 步电机 在新能 源车上 的使用
新能源汽车驱动电机的分类、特性及应用
4.应用
开关磁 阻电机 在新能 源车上 的使用
电动汽车电机产品名称代号及额定指标
1.名称代号
符号 SYX SXPT SXPX SWT SWX SN SR YX
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