新能源汽车驱动电机基础知识
新能源电动汽车驱动电机培训课件
用需求。 直流电动机结构简单，易于平滑调速，加之控制技术成熟，
所以几乎所有早期的电动车都是采用直流电动机。
21
直流电动机的驱动特性
22
4.2.4 电动汽车用直流电动机 • 2. 直流电动机的特点
（1）调速性能好 （2）启动力矩大 （3）控制简单 （4）有易损件
旋转变流机组供电的直流调速系统
28
晶闸管-电动机调速系统原理框图
29
直流斩波器原理电路及输出电压波形
30
4.3 交流异步电动机
• 异步电动机又称感应电动机。 • 气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩。 • 实现电能量转换为机械能量的一种交流电动机。
主要内容： 基本结构 机械特性
去除了差速器的系统称为无差速系统，这种电动机是把传统电动机的定子 变成可动的结构；另一方面，当转子上电的时候可以相互反向回转。
双电动机驱动方式分为前后驱动和双轮毂式电动机两类，双轮毂电动机及 其逆变器的制造成本价较高。
四轮毂式电动机把电动机组装在轮毂中，机构更紧凑。
4
4.1.1 新能源汽车电动机驱动系统的种类和特点 • 2. 混合动力电动汽车的电动机驱动系统
（3）混联式混合动力汽车
•混联式混合驱动方式具有发电机和电动机。 •与同样具有发电机和电动机的串联式混合动力汽车不 同，发动机与车轮通过机械结构连接到一起。 •尽管电动机的设计容量较小，但是在小功率时可作为纯 电动汽车运转，能实现多种驱动方式。
•对于内燃机汽车来说，在路况恶劣需要频繁启动和停止 的行驶条件下，可回收制动使之相对节省一些燃油。
23
4.2.4 电动汽车用直流电动机 • 3. 电动汽车用直流电动机的要求
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。
新能源汽车汽车驱动电机介绍
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。
.4.
C33DB 驱动电机系统技术指标参数
9～16V
标称容量 重量
防护等级
85kVA 9kg IP67
.5.
第二章 驱动电机系统关键部件简介
C33DB 驱动电动机采用永磁同步电机（PMSM）
具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点；是动力系统的重要执行机构， 是电能与机械能转化的部件，且自身的运行状态等信息可以被采集到驱动电机控制器。 依靠内置传感器来提供电机的工作信息，这些传感器包括： ü 旋转变压器：用以检测电机转子位置，控制器解码后可以获知电机转速； ü 温度传感器：用以检测电机的绕组温度，控制器可以保护电机避免过热。
.22.
检修——驱动电机高压接口定义
高压连接器
.23.
检修——C33DB（大洋/大郡）
交流高压接口
C33DB（大洋） 直流高压接口
C30/33DB（大郡）
建议检修时先确认插件是否连接到位。
.24.
电机控制器（MCU）
.25.
第三章 驱动电机系统控制策略简介
控制策略
基于STATE机制的驱动电机系统上下电控制策略:基于整车STATE机制上下电策略要求，约束 了该机制下MCU在整车上下电过程各STATE中应该执行的动作、需要实现逻辑功能、允许及禁止 的诊断等。
1
12
13
23
24
35
建议检修时先确认插件是否连接到位，是否有“退针”现象。
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。
电动汽车驱动电机类型种类和结构原理图
电动汽车驱动电机类型种类和结构原理图随着电动汽车行业的发展，各大汽车厂商纷纷开发了自家的电动车型。
在雨后春笋般的的电动汽车市场，大家在看车的时候，厂商均推出了各自车型应用的电机。
到底不同的电机有什么差别，下面本文就来讲讲新能源汽车电机的基础知识，介绍各种电机在电动汽车应用特点。
一、什么是电机?所谓电机，就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。
当电能被转换成机械能时，电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时，电机表现出发电机的工作特性。
大部分电动汽车在刹车制动的状态下，机械能将被转化成电能，通过发电机来给电池回馈充电。
二、电动汽车应用驱动电机特点基于电动汽车的特点，对所采用的电机也有较高的要求。
为了提升最高时速，电机应有较高的瞬时功率和功率密度(W/kg)；为了增加1次充电行驶距离，电机应有较高的效率；而且电动汽车是变速工作的，所以电机应有较高的高低速综合效率;此外有很强的过载能力、大的启动转矩、转矩响应要快。
电动车起动和爬坡时速度较低，但要求力矩较大；正常运行时需要的力矩较小，而速度很高。
低速时为恒转矩特性，高速时为恒功率特性，且电动机的运行速度范围应该较宽。
另外，电机还应具备坚固、可靠，有一定的防尘防水能力，且成本不能过高。
目前，从现已成熟的电机技术来看，开关磁阻电机在各个技术特性方面似乎很符合电动车的使用需要，但尚未得到广泛应用；而现今永磁同步电机在电动汽车行业应用较广泛；现在较为知名的特斯拉Model系列均采用异步电机。
此外，如果按电流类型划分还可分为直流电机和交流电机两种。
下面根据转速、功率密度、体积等多方面特性参数对比来了解4种较为典型的驱动电机特点。
表：各种电动汽车驱动电机性能对比三、直流电机为何没有得到应用在电动汽车发展的早期，大部分电动汽车都采用直流电机作为驱动电机。
直流电机技术较为成熟，具备控制方式容易，调速优良的特点，曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。
但是由于直流电动机机械结构复杂，导致它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制，而且在长时间工作的情况下，电机的机械结构会产生损耗，增加维护成本。
新能源汽车驱动电机工作原理
新能源汽车驱动电机工作原理1. 引言哎，新能源汽车真是越来越火了，很多小伙伴都在关注这块新鲜事儿。
你知道吗？新能源汽车的心脏就是它的驱动电机，没它可真是寸步难行。
今天咱们就来聊聊这驱动电机到底是怎么一回事，让你也能在朋友面前装一装懂行。
2. 驱动电机的基本概念2.1 什么是驱动电机？首先，咱们得搞清楚，驱动电机是什么东西。
简单来说，驱动电机就是把电能转化成机械能的设备，负责让车子“跑起来”。
你可以把它想象成汽车的动力源泉，就像是人的心脏，没了它，车子就像一条瘫软的蛇，动不了。
驱动电机主要分为两种：一种是交流电机，另一种是直流电机。
你说这俩名字听起来有点复杂，但其实它们的原理都差不多，关键就在于电流的流动方式。
2.2 驱动电机的组成再来看看驱动电机的“内外长相”。
电机一般由定子、转子、绕组和轴承等部分组成。
定子是电机的静止部分，转子则是旋转的部分，绕组是电流通过的地方，而轴承帮助转子顺畅转动。
这就好比一台老爷车，定子是车身，转子是发动机，绕组是油管，轴承是轮胎，缺一不可呀！3. 工作原理3.1 电能转化为机械能说到驱动电机的工作原理，那就不得不提“电能如何转化为机械能”这个话题。
其实，这就跟咱们平常点火做饭一样，得有火才能做菜。
驱动电机也是一样，得有电才能转动。
电流流入绕组，产生磁场，这个磁场就像一位小朋友在转圈圈，转子在它的牵引下，开始疯狂旋转。
转子一转，车子就跟着动了起来，想想都激动！3.2 力量的配合不过，光有电还不够，力量的配合也很重要。
比如说，想跑得快，就得“脚下用力”。
驱动电机根据车子的需求，调节电流的大小和方向，这样才能精准控制车速。
想象一下，在城市里开车，要是电流调整得当，车子就能像风一样，飞快穿梭在车流中，简直太爽了！4. 总结最后，咱们来总结一下，驱动电机的工作原理就是这样一个让人惊叹的过程。
它把简单的电能变成了强大的机械能，驱动着新能源汽车在大街小巷中飞驰。
你看，新能源汽车不光环保，背后的科技也让人佩服得五体投地。
《新能源汽车结构原理与检修》教学课件—04驱动电机及控制系统
任务一 驱动电机基础知识
3.永磁同步电机 （3）应用特点 永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源，因此生产成本较高，并且温度 大幅度变化时还会引发退磁现象。但是该电机的功率密度高、调速范围大，适用于 高速公路网受限，频繁起停工况，目前广泛应用于新能源电动汽车上。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 交流感应电机又称做异步电机，即转子置于旋转磁场中，在旋转磁场的作用下，获 得一个转动力矩使转子转动，由电气工程师尼古拉·特斯拉于1887年发明。
任务一 驱动电机基础知识
1.电机分类 （1）安全性高。 （2）起动转矩和调速范围大。 （3）效率高、损耗低，还应在车辆减速时实现再生能量回收功能。 （4）质量小。电动机应尽量采用铝合金外壳，以降低电机质量。 （5）电压高。 （6）可靠性高、运行噪音小，耐高温和耐潮特性强。 （7）成本低、使用寿命长、结构简单、便于维护。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （1）电机结构 交流感应电机主要由定子与绕组、笼型转子、转子轴、轴承、前后端盖以及风扇等 部件组成。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （1）定子 定子有A-X、B-Y、C-Z3个绕组线圈，各线圈按一定规律分别嵌放在定子槽内。定 子是电机中固定不动的部分，主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机 械方法实现的，而是以交流电通过电磁绕组中，使其磁极性质循环改变，故相当于 一个旋转的磁场，按照所用交流电的种类划分为单相电机和三相电机两种。
任务一 驱动电机基础知识
4.交流感应电机 （2）转子 转子主要由铁芯和绕组组成。转子绕组由插在转子槽中的多根导条和两个环形端环 组成，若去掉转子铁芯，整个绕组的外形就像一个鼠笼，故称笼型绕组。
任务一 驱动电机基础知识
(内部培训)新能源驱动电机(上)
新能源驱动电机（一）
目录
任务一 驱动电机的分类、结构与原理 任务二 旋变器的结构原理及检测
任务一 驱动电机的分类、结构与原理
一、电动汽车电动机驱动的作用 引导问题1 : 驱动电机在新能源汽车上的作用是什么？
1. 驱动电机的作用 电机，也称为电动机、动力电机或驱动电机，是一种 将电能转化成机械能，并可以再使机械能产生动能， 用来驱动其他装置的电气设备。
特斯拉驱动电机
三、电动汽车电动机驱动的类型
（2）比亚迪电机 比亚迪的纯电动汽车使用的驱动电机为 交流无刷永磁同步电机，具有高密度、小型 轻量化、高效率、高可靠性、高耐久性、强 适应性等优点。
图1-1-15 比亚迪E6驱动电机
三、电动汽车电动机驱动的类型
（2）比亚迪电机 比亚迪八合一电驱总成集成驱动电机、减速器、 驱动电机控制器、高低压直流转换器（DCDC）、 双向车载充电器（OBC）、高压配电箱（PDU）、 电池管理器（BMS）、整车控制器（VCU）八大 模块为一体。其整体性能较上一代功率密度提升 20%，整机重量和体积分别降低15%、20%，系 统综合效率达到89%。
2）开关磁阻电机工作原理
开关磁阻电机的工作原理与磁阻 （反应）式步进电动机一样，基于磁 通总是沿磁导非常大的路径闭合的原 理。
4
3
1
2
图1-1-10 1 磁阻电机工作原理示意图
二、电动汽车电动机驱动的类型
图1-1-11 磁阻电机工作原理
三、电动汽车电动机驱动的类型
1. 常见新能源汽车驱动电机的类型 （1）特斯拉驱动电机 特斯拉纯电动汽车的驱动电机为自主研发 的三相交流感应电机，拥有最优的缠绕线性， 能极大减少阻力和能量损耗。同时，相对整车 ，其电机体积非常小。
新能源汽车电机方面的知识
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。
【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
4. 不同类型的电机
2.交流三相感应电动机
U1 V2
W2
W1
V1
U2
笼型三相异步电动机的结构 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。 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。
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
的结构比其它任何一种电动机都要简单，在电动机的转子上没有滑环 、绕组和永磁体等，只是在定子上有简单的集中绕组，绕组的端部较 短，没有相间跨接线，维护修理容易。 开关磁阻电动机具有高度的非线性特性，因此，它的驱动系统较为复 杂。它的控制系统包括功率变换器。但近年来的研究表明，采用合理 的设计、制造和控制技术，开关磁阻电动机的噪声完全可以得到良好 的抑制。
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。
新能源汽车汽车驱动电机介绍
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。
新能源汽车电机基础知识培训
插槽插 绝缘纸
嵌线模 具嵌线
嵌线进 定子
理线、放测温元件、 层间绝缘、穿套管等
预整 形
端子焊 接
中间 整形
端面 绑扎
最终 整形
测试
下线
绝缘 浸漆
馨联新能源集团
【一】插纸机
立式插纸机 卧式插纸机
定子铁芯
插纸效果
馨联新能源集团
【一】绕线机ຫໍສະໝຸດ 张力调节绕线模具馨联新能源集团
【一】嵌线机
馨联新能源集团
馨联新能源集团
转子来 料
装配转 子轴承
转子端 盖合装
翻转90° 上总装线
压装 油封
翻转 180°
后端盖 在上
定转子 合装
上螺钉 拧紧
人工将定子电 缆穿过后端盖
、人工对沉孔 与螺纹位
后端盖 压进止 口
馨联新能源集团
【一】总成装配检测线
电机立 式输送
人工装 配接线 盒
装配 旋变 转子、 定子
安全性 能测试
翻转 90°
绕组对地耐压泄露电流1780V@60S
＞500MΩ ＞500MΩ 13.61~15.05mΩ ＜5mA
＜20mA
馨联新能源集团
【一】定子浸漆
连续式真空浸漆设备
传统罐式真空浸漆设备
馨联新能源集团
【一】机壳+定子组件
固定定子 组件
机壳放入 加热机
合装热 套
加热至 指定温 度
冷却至 常温
水道 测漏
不合 格件 返修
【一】电机检测
电机出厂特性测试：
检测三相线电阻、旋变电阻、测温元件电 阻、旋变调零、空载电机电流、空载反电 势、人工检查电机表观、进行机械堵转检 测、振动检测
深度解析新能源汽车的驱动电机技术
深度解析新能源汽车的驱动电机技术新能源汽车的发展已成为当今社会注目的焦点之一。
而其中一个重要组成部分就是驱动电机技术。
驱动电机是新能源汽车的核心动力装置，直接影响着汽车的性能、续航里程和驾驶体验。
本文将深入解析新能源汽车的驱动电机技术，从原理到分类再到应用，为大家详细介绍。
2.原理驱动电机是将电能转化为机械能的重要设备。
其基本原理是依靠磁场相互作用，使电能转化为机械能。
常见的驱动电机原理包括直流电机、交流电机和异步电机等。
每种原理都有其独特的特点和适用范围。
其中，交流电机尤为重要，因为它具有高效能、高功率因数、高可靠性等特点，成为了新能源汽车驱动电机的首选。
3.分类根据不同的工作方式和结构特点，驱动电机可以分为同步电机和异步电机两大类。
同步电机采用了磁场的旋转同步原理，通过与电机转子的同步旋转来驱动汽车。
而异步电机则采用了磁场旋转和电机转子之间的滑差原理，通过电磁感应作用来实现转动。
两种电机各自都有自身的优缺点，应根据车型和需求进行选择。
4.应用驱动电机技术在新能源汽车中的应用越来越广泛。
根据电机功率和驱动方式的不同，可以分为单电机驱动、双电机驱动和多电机驱动等多种形式。
单电机驱动适用于小型车辆，通过一个电机驱动汽车运行。
双电机驱动则适用于中大型车辆，通过两个电机协同工作来提升动力性能。
而多电机驱动则适用于高性能车型，通过多个电机分布在不同轮毂上，实现更好的操控性能和四驱系统。
5.驱动电机技术的发展趋势随着新能源汽车市场的不断发展，驱动电机技术也在不断演进。
未来的发展趋势将更加注重驱动电机的效率提升、体积轻量化和性能精密化。
随着国家对新能源汽车发展的政策支持和市场需求的增加，驱动电机技术在成本上也将逐渐降低，使得更多消费者能够接触到使用新能源汽车的机会。
6.新能源汽车的发展离不开驱动电机技术的不断进步与创新。
通过深度解析驱动电机技术的原理、分类和应用，我们可以更好地理解新能源汽车的核心动力系统。
新能源汽车——电动汽车电机驱动系统
4.1.3 电动汽车对电动机的要求
➢(4) 电动机应能够在汽车减速时实现再生制动, 将能量回收并 反馈给蓄电池, 使得电动汽车具有最佳能量的利用率； (5) 电动机应可靠性好, 能够在较恶劣的环境下长期工作； (6) 电动机应体积小, 重量轻, 一般为工业用电动机的1/2~1/3； ➢(7) 电动机的结构要简单坚固, 适合批量生产, 便于使用和维 护； ➢(8) 价格便宜, 从而能够减少整体电动汽车的价格, 提高性价 比； ➢(9) 运行时噪声低, 减少污染。
第 26 页
4.3.2 无刷直流电动机结构与特点
➢(5) 再生制动效果好, 因无刷直流电动机转子具有很高的永久 磁场, 在汽车下坡或制动时电动机可完全进入发电机状态, 给电 池充电, 同时起到电制动作用, 减轻机械刹车负担； ➢(6) 体积小、重量轻、比功率大, 可有效地减轻重量、节省空 间； ➢(7) 无机械换向器, 采用全封闭式结构, 防止尘土进入电动机 内部, 可靠性高； ➢(8) 控制系统比异步电动机简单。 ➢缺点是电动机本身比交流电动机复杂, 控制器比有刷直流电动 机复杂。
第6页
4.1.3 电动汽车对电动机的要求
➢电动汽车在行驶过程中，经常频繁地启动/停车、加速/减速 等，这就要求电动汽车中的电动机比一般工业应用的电动机 性能更高，基本要求如下: ➢ (1) 电动机的运行特性要满足电动汽车的要求，在恒转矩区， 要求低速运行时具有大转矩，以满足电动汽车起动和爬坡的 要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足电 动汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求； ➢(2) 电动机应具有瞬时功率大、带负载启动性能好、过载能 力强，加速性能好，使用寿命长的特点； ➢(3) 电动机应在整个运行范围内，具有很高的效率，以提高 一次充电的续驶里程；
驱动电机基础知识
差 一般 优 较优
任务一 驱动电机基础知识
※ 发展趋势
03
集成化
01
永磁化
01、永磁化指电机具有高功率密度
和转矩密度，调速范围更宽，结构
简单，效率高和便于维护等特点。
02 数字化
02、数字化包括驱动控制数字化、驱
动到数控系统接口的数字化及测量单 元数字化。
03、集成化主要表现在电机方面集成化和控制器 方面集成化。电机方面指电机与发动机、变速器 集成化，控制器方面指电力电子总成的集成化。
任务一 驱动电机基础知识
※ 电机特性
表3-1 常见电机特性表
电机参数 电机种类
效率
功率密度
负载能力 高速运转能力 控制方式 尺寸/质量 震动噪声
综合评价直流电机源自差感应电机一般
永磁同步电机
优
开关磁阻电机 一般
差 一般
优 一般
优 一般 优 优
差 优 一般 优
优 一般 优 一般
优 一般
优 优
一般 优 优
谢谢
抗震性好
对电压波动适应性强
可靠性好 成本低 噪声小
重量轻 损耗低
容错能力强 高效工作范围宽 抗干扰性好
环境适应性强
任务一 驱动电机基础知识
※ 电机分类
电机
电机
直流电机
交流电机
异步电机
同步电机
单向交流电机
a）以工作电源分类
三相交流电机
永磁同步电机 开关磁阻电机
……
b）以结构和工作原理分类 图3-1 电动汽车用电机分类图
新能源汽车驱动电机
1
任务一
驱动电机基础知识
※ 工作模式 ※ 性能要求 ※ 电机分类
车用驱动电机原理与控制基础
车用驱动电机原理与控制基础1. 车用驱动电机的基本概念说到车用驱动电机，大家可能会想到它是个高大上的玩意儿，其实它跟我们生活中的电器差不多，只不过这个“电器”能把车子推得飞快。
你想想，电机就像是汽车的心脏，没了它，车子就得在路上等着打瞌睡了。
简单来说，车用驱动电机是用电能转换成机械能的装置，它把电的“动力”传递给车轮，让你能在路上风驰电掣，心情美美哒。
1.1 电机的类型咱们常见的车用电机主要有两种：直流电机和交流电机。
直流电机就像那种一根筋的小弟弟，简单易用，控制方便；而交流电机呢，就像个聪明的小姑娘，效率高、性能稳，特别适合现代电动车。
两者各有千秋，选哪个就看你的需求了。
1.2 电机的结构谈到结构，车用电机一般由定子、转子和电源组成。
定子就像一个“家”，把电机的“家当”都装在里面；转子则是电机的“灵魂”，它负责转动，把电能变成动力。
想象一下，定子在“安静”地待着，而转子在里面“舞蹈”，这场景可真热闹。
2. 电机的工作原理你有没有想过，电机到底是怎么把电变成动力的？这就得说说电磁感应原理了。
简单来说，电流在定子里流动时，会产生磁场，而转子在这个磁场的作用下就开始转动。
这个过程就像是个魔法，把看不见的电变成了能让你开车的“魔力”。
2.1 力矩与转速在电机的世界里，力矩和转速是两个好朋友。
力矩就像是电机的“劲儿”，而转速则是它“转得快不快”的体现。
你想，力矩大了，车子起步时就像开了外挂，嗖的一声就走；反之，转速慢了，车子就得慢慢来，像是喝醉了酒。
不过，二者之间的关系可复杂了，得合理搭配才能让车开得又快又稳。
2.2 控制方式说到控制，咱们就不得不提几种常见的方法。
比如说，脉冲宽度调制（PWM）就是个聪明的办法，它通过调整电流的占空比来控制电机的转速。
就像你调音量，想高就高，想低就低，简单又实用。
而另一种是矢量控制，这就高大上多了，可以精确控制电机的转矩和转速，简直像开了一台跑车，驾驶感受那是一级棒。
3. 电机控制系统的应用现在，咱们把目光转向电机控制系统，这可是车用电机的“掌舵者”。
新能源汽车驱动电机电磁基础
学习任务1 磁路
问题1：磁场是如何产生的？ 2）磁极：磁体上磁性最强的两端称为磁极。任何磁体，无论多小，都有连个磁极，即磁极总是成对 出现并且强度相等，不存在独立的磁极。可以在水平面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向 南方，另一个磁极指向北方，指向南方的称为南极，记作S（极），常用蓝颜色表示；指向北方的称 为北极，记作N（极），常用红颜色表示。
学习任务1 磁路
问题2：磁路是怎么一回事？ 2）磁路的欧姆定律：由于磁场强度等于磁通密度除以磁导率，即H = B/μ，且在均匀磁场中有磁通密 度B = Φ/S，所以式퐻푙 = 푁푖可表示为
或 式中，F为作用在铁心磁路上的安匝数，F = Ni，称为磁路的磁动势，它是磁路中产生磁通的根源，简 称磁动势；Rm为磁路的磁阻，Rm=l/（μS）（A/Wb）;Λm为磁路的磁导， 作十用分在相磁似，路称上为的磁总路磁的动欧势姆F等定于律磁。路其内中磁磁通动量势ΦF与与磁电路路磁中阻的R电m的动乘势积E对，应它，与磁电通路量中Φ的与欧电姆路定中律电在流形对式应上， 则磁阻与电路中电阻对应。
正是由于铁磁材料具有磁化特性，才使其磁导率较非铁磁材料大得多。所以，磁化是铁磁材料的重要 特性之一。
学习任务1 磁路
问题3：铁磁材料有哪些性质？ 2）磁滞回线：若铁磁材料处于交变的磁场中，将进行周期性磁化，此时B和H之间的关系变为磁滞回 线。
当通曲磁密线场度下强也降度为，最H而从大是零值沿增B曲m加线；到a之b最下后大降减值；小H当Hm，时H减B，不小铁是到磁沿零材着时料起，饱始B和不磁，是化磁 零强而，度这而B种r，磁等把通于这密Br。时度在的B的去磁变掉通化外密落磁度后场叫于后做磁剩，场余铁强磁磁度通材H密料的度内变还，化保简的留称现磁剩象通磁，。 叫磁滞现象。要想使剩磁为零，必须对材料进行反向磁化， 即B力将加H为c上是零相铁，应磁此的材时反料的向的磁磁两场场个强。重度当要H反参c称向数为磁。矫场顽H力为。-H剩c时磁，B磁r和通矫密顽度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学习任务2 电机的基本知识
问题1：电动汽车对驱动电机的特性要求有哪些？ 1）体积小质量轻：为了充分利用有限的车载空间，减小车辆质量，降低运行中的能量消耗，应尽量 减小驱动电机的体积和质量。电机可以采用铝合金外壳，各种控制装置和冷却系统等也要求尽可能轻 量化和小型化。 2）全速段高效运行：一次充电续航里程长，特别是在车辆频繁起停或变速运行的情况下，驱动电机 应具有较高的效率。 3）低速大转矩及宽范围的恒功率特性：即使没有变速器，驱动电机本身应能满足所需的转矩特性， 以获得在起动、加速、行驶、减速、制动等各种运行工况下的功率和转矩要求。驱动电机应具有自动 调速功能，可以减轻驾驶员的操作强度，提高驾驶的舒适度，并且能够达到与传统内燃机汽车同样的 控制响应。
知识准备：电机术语和定义。 9）持续功率：规定的最大、长期工作的功率。 10）工作电压范围：能够正常工作电压范围。 11）转矩-转速特性：转速特性一般是形容频率的曲线，转矩特性确定电压上升的曲线。 12）峰值转矩：该电机可以达到的并可以短时工作而不出现故障的最大转矩值。 13）堵转转矩：当机械设备转速为零（堵转）时的力矩。 14）最高工作转速：达到最高功率而呈现出来的最高速度。
问题2：电动汽车驱动电机主要分为哪几类？
学习任务2 电机的基本知识
问题2：电动汽车驱动电机主要分为哪几类？
有刷电机
永磁直流电机 直流电机
驱动电机
异步电机
无刷电机 问题3：新能源汽车用电动机如何选择？
同步电机 永磁无刷电机 开关磁阻电机
串励直流电机 并励直流电机 他励直流电机 感应式 绕线式 电励磁式 永磁同步 磁阻式
奥斯卡冯·米勒在法兰克福世界博览会上宣布：他与多里沃合作架设的从劳芬到法兰克 福的三相交流发电机的电流经三相变压器提高到万伏，输送175千米顺利通电，从此三相 交流电机很快代替了工业用直流电机。
特斯拉的两相交流发电机在尼亚拉发电厂开始劳动运营，3750KW、5000V的交流电 一直送到40公里外的布法罗市。
学习任务2 电机的基本知识
问题3：新能源汽车用电动机如何选择？ 2）额定转速的选择：根据电动汽车的速度、动力性能的要求，需要选择不同转速的驱动电动机。 （1）低速电动机：低速电动机的转速为3000～6000r/min，扩大的恒功率区的低速电动机额定转矩 高、转子电流大、电动机的尺寸和质量较大，且相应的转换器、控制器的尺寸也较大，各种电器的损 耗较大，但减速器的速比较小。一般低速电动机的转动惯量大、反应慢，不太适用于电动汽车。 （2）中速电动机：中速电动机的转速为6000～10000r/min,它的各种参数介于低速电动机和高速电 动机之间。通常电动汽车多采用中速电动机作为驱动电机。 （3）高速电动机：高速电动机的转速为10000～15000r/min，扩大的恒功率区宽，尺寸和质量较小， 相应的转换器和控制器的尺寸也较小，各种电器内在的损耗较小。而其减速器的速比要大大增加，通 常需要采用行星齿轮传动机构。高速电动机的使用主要受电磁材料的性能、高速轴承的承载能力汽车常采用高速电动机作为驱动电机。
学习任务2 电机的基本知识
知识准备：电机术语和定义。 5）额定电压：直流母线的标称电压。
6）最高工作电压：直流母线电压的最高值。 7）输入输出特性：表示驱动电机、驱动电机控制器或驱动电机系统的转速、转矩、功率、效率、电 压、电流等参数间的关系。 8）持续转矩：规定的最大、长期工作的转矩。
学习任务2 电机的基本知识
英国詹麦克斯韦完成了经典电磁理论基础《电和磁》；电机绕组发展为鼓型绕组，直 流电机具备了现代直流电机的基本型式。
比利时Z.丁.格拉姆将改造后的发电机安装在法国巴黎北火车站发电厂，该厂是世界第 一座火电厂。
雅布洛奇科夫用交流发电机和开磁路式串联变压器为其“电烛”供电，这是交流电用于 照明的开始，不久出现了原始型式的同步发电机和变压器。
学习任务2 电机的基本知识
问题3：新能源汽车用电动机如何选择？ 1）额定电压的选择：电机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计，车辆的自重、电池等相 关参数确定后，才能确定电动机的电压、转速等参数。即当车辆自重确定后，电池的个数就确定了， 电动机的电压等级也随之确定。但总体要求是：尽可能提高电压等级，这样就可以使电动机在满足驱 动要求的情况下，使电动机的功率小一些，电动机的电流也小一些，这样电池的容量选择、安装空间、 安装方式等就更容易处理。
问题3：电机的发展历史是怎样的？
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1820年
1821年 1822年
丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应：将导线的一端和伽伐尼电池正极连接，导线 沿南北方向平行的放在小磁针上方，当导线另一端连接到负极时，磁针立即指向东西方 向。把玻璃板、木片、石块等非磁性物体插在导线和磁极之间，甚至把小磁针浸在盛水 的铜盒子里，磁针照样偏转。随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了 安培定律。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1832年 1832年 1833年 1845年
斯特金发明了换向器，据此对亨利的振荡电动机进行了改进，并制作了世界上第一台 能产生连续运动的旋转电动机。后来他还制作了一个并励直流电动机。
法国的皮克西在巴黎公开了一台永久磁铁型旋转式交流发电机。 并在一年后他在发电机上安装了整流器，将交流电转换成直流电。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1870年 1873年 1875年 1876年
格拉姆将T型电枢绕组改为环形电枢绕组，发明了直流发电机，在设计上直流发电机 和电动机很相似，后来格拉姆证明向直流发电机输入电流其转子会像电动机一样旋转， 于是这种格拉姆型发电机大量制造出来，效率也不断提高，被人们誉为“发电机之父”。
丹麦的赫尔特发明了自激式电机
英国的惠斯通发明了自激电磁铁型发电机
意大利的L奇诺蒂发明了齿状电枢。
意大利物理学家帕斯努梯发明了环状发电机电枢，这种电枢是以在铁环上绕线圈代替 在铁芯棒上绕制的线圈。从而提高了发电机的效率。
西门子的创始人维尔纳.冯.西门子制成直流自激、并激式发电机，制成了一架大功率 直流电机。1867年在巴黎世界博览会上展出第一批样机。这样西门子就首次完成了把机 械能转换为电能的发明，从而开始了19世纪晚期的“强电”技术时代。
德国人HF卫.楞次提出电动机、发电机原理—楞次定律，证明电动机与发电机是可逆 的。但在1870年以前直流电动机和发电机仍在独立发展。
英国的惠斯通用电磁铁代替永久磁铁并取得专利权，这是增强发电机输出功率的一个 重要措施。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1854年 1857年 1860年 1865年 1866年
驱动电机及控制技术
学习情境一 新能源汽车驱动电机基础知识
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
电动机
关键部 件
电动汽车
问题1：要使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电动机应该满足哪些要求？
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题1：要使电动汽车具有良好的使用性能，驱动电动机应该满足哪些要求？
较宽的调速范围
较高的转速
足够大的启动扭矩
体积小
动态制动性强
质量轻
能量回馈
效率高
问题2：电动机驱动与发动机驱动相比有哪些技术优势？
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题2：电动机驱动与发动机驱动相比有哪些技术优势？
(1)发动机能高效产生转矩时的转速被限制在一个较窄的范围内，为此需通过庞大而复杂的变速机构来适 应这一特性，而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效地产生转矩。
多利沃—多布罗沃利斯基提出了两相制71制成鼠笼式交流异步电动机。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1889年 1890年 1891年 1896年 1902年
西屋公司在俄勒冈州建设了发电厂，1892年成功的将15000V电压送到了皮茨菲尔德
德国人米夏埃尔冯·多里沃—多勃鲁沃尔斯基制成一架三相电流变压器。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1880年 1884年 1885年 1889年
爱迪生观察到用异片铁芯可以减少温升和能耗。
闭合磁路的变压器制成，推广使用。
费拉里斯提出两相交流感应电动机的模型。1886年特斯拉也制成两相绕线式交流异步 电动机模型。1888年他又在意大利科学院提出《利用交流电产生旋转磁场》的论文。他 在爱迪生公司工作，由于爱迪生坚持只搞直流方式，因此他就把两相交流发电机和电动 机专利卖给了西屋公司。
亨利对法拉第的电动机模型进行了改进，制做了一个简单的装置（振荡发电机）。该 装置的运动部件是在垂直方向上运动的电磁铁，当他们端部的导线与两个电池交替连接 时，电磁铁的极性自动改变，电磁铁与永磁体相互吸引或排斥，使电磁铁以每分钟75周 期的速度上下运动。这项发明第一次展示了由磁极排斥和吸引产生的连续运动，是电磁 铁在电动机中的真正应用。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题2：电动机驱动与发动机驱动相比有哪些技术优势？
快速响应
(2) 电动机实现转矩的快速响应性指标要比发动机高出两个数量级，按常规来说，电气执行的响应速度 都要比机械机构快几个数量级，因此随着计算机电子技术的发展，用先进的电气控制来取代笨重、庞大 而响应滞后的部分机械、液压装置以成为技术进步发展的必然趋势。它不但使各项性能指标大大提高， 也将使制造成本降低。
学习任务1 新能源汽车驱动电机的发展历史
问题3：电机的发展历史是怎样的？
1831年 1831年 1831年
亨利试制出了一块更新的电磁铁，虽然他的体积并不大，但他能吸起1吨重的铁块。