电动汽车交流电机简介详解

应用范例：日产聆风
无刷直流电机缺点
直流电机启动扭矩大的特点使得今天许多电动 车都是用用了无刷直流电机，但是其价格偏高也是 很多电动车价格偏高的原因之一；而且其带的换流 器是一个非常复杂的电子控制器，对技术要求较高 ；最后，电机低速时容易和车身行程共振，会影响 乘坐舒适度，这就是一些小型电动车启动时“嗡嗡 ”声的来源。
4、可实现再生反馈制动。三相异步电动机可四象限运行，可 把制动能量转换为电能，给电池充电； 5、加速线性好度好，运行平稳。由于采用分数槽绕组和斜槽 转子结构，电机的谐波小，转矩脉动小，车辆加速线性度 好，乘坐舒适。不会出现像无刷直流电机电机那样在起步 时会产生抖动；
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应用范例：特斯拉敞篷跑车
直流电机代表
• 直流电机代表：无刷直流电机。 无刷直流代表了直流电机的最新技术， 目前大部分电动车使用无刷直流电机。这种 电机通过换流器 (inverter)使电流依序流经电 机线圈产生旋转磁场，并与转子的磁铁相互 作用，使电机转动。
无刷直流电机特点
1、 低速时有大扭矩，能够提供大的起动扭矩。 2、 速度范围宽，电机可以在低中高大速度范围内运 行。 3、 电机效率高，由于是静态电机，空载电流小，在 轻载车况下可保持较高的效率。 4、 过载能力强，满足车辆的突起堵转需要。 5、 体积小、重量轻、比功率大。 6、 采用电子换向来代替传统的机械换向，机身全封 闭式结构，机身防尘，寿命比有刷电机提高了约6倍
交流异步电机
• 缺点：交流电机技术虽然发展迅速，自身也有难 以克服的缺陷。异步电机应用在电动车上需要面 对的最大问题是起动扭矩小，所需起动电流大。 异步电机需要通过增大启动电流来产生大扭矩， 这对电池输出功率有一定要求。异步电机效率比 较低，能量回馈性能和调速性能也比较差。为弥 补这些缺点，使用交流电机的电动车一般会配有 变速箱
电动汽车交流电机简介
组员：
电动汽车对电机的要求
• 电机在负载、技术性能和工作环境等方面有着特 殊的要求： 1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短 时加速或爬坡的要求；而工业电机只要求有2倍的过 载就可以了。 2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基 本速度的4-5倍，而工业电机只需要达到恒功率是基 本速度的2倍即可。 3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶 习惯设计，而工业电机只需根据典型的工作模式设 计。
交流电机的性能特点及优势
1、结构简单、坚固耐用、运行可靠。交流三相异步电动机的 转子是铸造转子，结构坚固，适应高速运行； 2 、无电磁干扰，耐久性好。由于没有碳刷，不会像直流电 动机那样产生强烈的电磁干扰；
3、环境适应性好。没有碳刷滑环，整机只有轴承是磨损件， 可采用风冷或水冷， 在各种环境下都能可靠工作；
交流电机的概念与分类
• 电机按工作电源种类划分：可分为直流电机和交 流电机。 • 交流电机：实现交流电能和机械能相互转换的电 机。 • 直流电机：实现直流电能和机械能互相转换的电 机。 • 交流电机可分：单相电机和三相电机， • 交流电机代表：三相四级交流电机（异步电机/感 应电机）
电动汽车交流传动系统
蓄电池 (直流电) 交流控制器 (直流电转化为交流电) 交流电机 (交流电)
齿轮箱或 后桥
交流电机的结构
1 2 3 4 5 6 7 8 9 轴装配 铸铝转子 定子铁芯 定子线圈 传动端端盖 传动端轴承 非传动端端盖 非传动端轴承 速度传感器
⑩
③ ②
④ ⑤
①
⑧Hale Waihona Puke Baidu⑨ ⑦ ⑥
交流电机的运行原理
三相对称定子绕组中通 入三相交流电流 转子绕组中产生感应 电势 转子回路中形成感应 电流 转子在电磁转矩 的作用下转动 定子绕组中形成 交变旋转磁场
切割转 子绕组
转子电流切割 合成磁场
转子绕组受力形成电 磁转矩
交流电机的运行原理
交流异步电机
• 交流电机代表：三相四级交流电机（异步电机/感 应电机） • 特点： 1、 结构简单，电机本身可靠性高。 2、 制造方便，价格低廉。 3、 容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的 电机。 4、 动能回收效果明显。
电动汽车对电机的要求
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度（一般 要求达到1kw/kg以内）和好的效率图（在较宽的 转速范围和转矩范围内都有较高的效率），从而能 够降低车重，延长续驶里程；而工业电机通常对功 率密度、效率和成本进行综合考虑，在额定工作点 附近对效率进行优化。
电动汽车对电机的要求
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度 高、动态性能好；而工业电机只有某一种特定的性 能要求。 6、电动汽车驱动电机被装在机动车上，空间小，工 作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。 而工业电机通常在某一个固定位置工作。