纯电动车动力系统ppt课件
合集下载
新能源汽车电机板块培训 ppt课件
14
二、电机介绍
3、分类 永磁无刷直流电动机：
• 现状：在电动车中有一定应用。 • 案例：如BWM EI • 优点：没有励磁损耗、散热容易，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。永磁无刷直流电动机与其它电动机系统相比具有更高的能量密 度和更高的效率。 • 缺点：驱动控制系统复杂, 造价高。而且永磁电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永 磁电动机的功率范围较小，电动机本身价格较高，可靠地控制器价格也较高。
9
二、电机介绍
2、性能特性
控制信号流
动力电源流向 机械方式连接
10
二、电机介绍
2、性能特性
11
二、电机介绍
3、类
汽车常用电动机：
• 直流电动机 • 永磁同步电机 • 交流三相感应电动机 • 永磁无刷直流电动机 • 开关磁阻电动机 • 外转子双凸极永磁电动机
12
二、电机介绍
3、分类 永磁同步电机：
• 换向器：换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作 用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。
• 电刷：电枢电路的引入装置 • 电枢铁芯：是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分； • 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
流电动机的电路部分，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分 • 励磁：为电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁
• 现状：目前在小型电动车及混合动力车中应用较多的电机大型车中也有部分应用 • 案例：丰田的Prius、福田 BJ6123EVCA8 • 优点：永磁同步电动机具有高的功率/质量比, 比其他类型的电动机有更高的效率,更大的输出
转矩, 电动机的极限转速和制动性能等优于其他类型的电动机。结构更加简单, 性能更加可靠、 体积更小, 质量更轻。 • 缺点：永磁同步电动机的功率范围较小, 最大功率仅为几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温 和过载电流作用时, 其导磁性能可能会下降或发生退磁现象, 将严重降低永磁同步电动机的性 能, 甚至损坏电动机。大功率永磁同步电机驱动、控制系统复杂，造价较高。
二、电机介绍
3、分类 永磁无刷直流电动机：
• 现状：在电动车中有一定应用。 • 案例：如BWM EI • 优点：没有励磁损耗、散热容易，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。永磁无刷直流电动机与其它电动机系统相比具有更高的能量密 度和更高的效率。 • 缺点：驱动控制系统复杂, 造价高。而且永磁电动机受到永磁材料工艺的影响和限制,使得永 磁电动机的功率范围较小，电动机本身价格较高，可靠地控制器价格也较高。
9
二、电机介绍
2、性能特性
控制信号流
动力电源流向 机械方式连接
10
二、电机介绍
2、性能特性
11
二、电机介绍
3、类
汽车常用电动机：
• 直流电动机 • 永磁同步电机 • 交流三相感应电动机 • 永磁无刷直流电动机 • 开关磁阻电动机 • 外转子双凸极永磁电动机
12
二、电机介绍
3、分类 永磁同步电机：
• 换向器：换向极是安装在两相邻主磁极之间的一个小磁极，它的作 用是改善直流电机的换向情况，使电机运行时不产生有害的火花。
• 电刷：电枢电路的引入装置 • 电枢铁芯：是主磁路的组成部分，又是电枢绕组支撑部分； • 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
流电动机的电路部分，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分 • 励磁：为电机等“利用电磁感应原理工作的电气设备”提供工作磁
• 现状：目前在小型电动车及混合动力车中应用较多的电机大型车中也有部分应用 • 案例：丰田的Prius、福田 BJ6123EVCA8 • 优点：永磁同步电动机具有高的功率/质量比, 比其他类型的电动机有更高的效率,更大的输出
转矩, 电动机的极限转速和制动性能等优于其他类型的电动机。结构更加简单, 性能更加可靠、 体积更小, 质量更轻。 • 缺点：永磁同步电动机的功率范围较小, 最大功率仅为几十千瓦。永磁材料在受到振动、高温 和过载电流作用时, 其导磁性能可能会下降或发生退磁现象, 将严重降低永磁同步电动机的性 能, 甚至损坏电动机。大功率永磁同步电机驱动、控制系统复杂，造价较高。
纯电动车动力系统课件
加速和减速等功能。
控制器通过采集车辆和驾驶员的信号， 计算出电机的目标转矩和转速，然后输 出相应的控制信号给电机驱动器，驱动
器再控制电机按照目标值进行工作。
控制器的性能直接影响纯电动车的动力 性能、经济性能和安全性能。
充电设备工作原理
充电设备是纯电动车的重 要辅助设备之一，主要负 责为电池充电。
充电设备主要由充电枪、 充电座、充电控制单元和 电源等组成。
电池工作原理
铅酸电池工作原理
铅酸电池利用化学反应产生电能。正负极之间填充有硫酸铅和电解液，当电池充电 时，正极上的硫酸铅转化为二氧化铅，负极上的硫酸铅转化为海绵状铅。
当电池放电时，正负极上的物质重新转化为硫酸铅，同时释放出电能。
控制器工作原理
控制器是纯电动车动力系统的核心部件 之一，主要负责控制电机的启动、停止、
市场份额逐年增加。
纯电动车的优缺点
优点
零排放、低噪音、低维护成本、高效率、可再生能源利用等。
缺点
续航里程相对较短、充电时间长、电池寿命和成本问题等。
02
纯电动车动力系统组成
电动 机
电动机类型
直流电动机、交流感应电动机、永磁 同步电动机等。
电动机性能
功率、扭矩、转速等参数对车辆性能 的影响。
动力电池
介绍控制器在纯电动车动力系统中的主要 功能，如调速、能量管理、故障诊断等。
控制策略
分析不同控制策略的特点和适用场景，如 PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
硬件与软件架构
介绍控制器的硬件和软件架构，以及它们 对控制器性能的影响。
可靠性与安全性
评估控制器的可靠性和安全性，以及在出 现故障时的应对措施和安全防护措施。
电池类型
控制器通过采集车辆和驾驶员的信号， 计算出电机的目标转矩和转速，然后输 出相应的控制信号给电机驱动器，驱动
器再控制电机按照目标值进行工作。
控制器的性能直接影响纯电动车的动力 性能、经济性能和安全性能。
充电设备工作原理
充电设备是纯电动车的重 要辅助设备之一，主要负 责为电池充电。
充电设备主要由充电枪、 充电座、充电控制单元和 电源等组成。
电池工作原理
铅酸电池工作原理
铅酸电池利用化学反应产生电能。正负极之间填充有硫酸铅和电解液，当电池充电 时，正极上的硫酸铅转化为二氧化铅，负极上的硫酸铅转化为海绵状铅。
当电池放电时，正负极上的物质重新转化为硫酸铅，同时释放出电能。
控制器工作原理
控制器是纯电动车动力系统的核心部件 之一，主要负责控制电机的启动、停止、
市场份额逐年增加。
纯电动车的优缺点
优点
零排放、低噪音、低维护成本、高效率、可再生能源利用等。
缺点
续航里程相对较短、充电时间长、电池寿命和成本问题等。
02
纯电动车动力系统组成
电动 机
电动机类型
直流电动机、交流感应电动机、永磁 同步电动机等。
电动机性能
功率、扭矩、转速等参数对车辆性能 的影响。
动力电池
介绍控制器在纯电动车动力系统中的主要 功能，如调速、能量管理、故障诊断等。
控制策略
分析不同控制策略的特点和适用场景，如 PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
硬件与软件架构
介绍控制器的硬件和软件架构，以及它们 对控制器性能的影响。
可靠性与安全性
评估控制器的可靠性和安全性，以及在出 现故障时的应对措施和安全防护措施。
电池类型
纯电动汽车知识ppt课件
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
电动汽车关键系统；
➢ 车载充电器 2、快充方式： 快速充电为应急充电，以较大电流在15-20分钟左右充电量达到80%。 适应场合：行驶过程中需要快速补充电量时 充电设施建设：城市主干道公共充电站
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
模拟车速，20个段码， 每段模拟6km/h
S18电动汽车指示符号
整车开机自检，显 示READY，运动
准备就绪
整车系 统故障
动力电 池故障
电机温度表
电机转速表
充电标识
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
电动车驱动电机的类型；
1、直流电机（DC Motor）
2、交流感应电机（AC IM）
3、永磁电机：永磁同步电机（PMSM）和无刷直流电机 （BDCM）
4、开关磁阻电机（SR）
由电机驱动的汽车，能量来源于可充电电池 2、混合动力汽车：HEV（Hybird Ev)
能量来源：燃料（汽油）和可充电电池。 串联式混合动力汽车：SHEV，电动机驱动 关联式混合动力汽车：PHEV，电动力和发动机同时或单独驱动 混联式混合动力汽车：CHEV，同时具备串、并联的驱动方式
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
电池术语及主要参数；
电池容量－ 表征电池储存能量的能力，单位是Ah.电池容量是电池温度、放电速率、电池 老化的函数。电池容量的测量方法是在恒定的温度下，以恒定的放电速率，对电池放电， 当电池电压降到截止电压时，电池放出的容量。
电动汽车及其驱动技术ppt课件
1、并联式弱混合动力轿车奇瑞A5BSG。 2、生物柴油动力的新车型V5。 3、燃料电池车B11。
研发投入很大，占销售额的10％。
.
吉利控股集团
已开发出：
.
电动自行车
20世纪90年代以来，我国电动车产业迅猛发展。
截止2005年，全国电动车生产厂商已超过1200家。
相关零配件生产厂商已超过2300家。 主要分布在浙江、上海、江苏、山东、天津。
• 电力可从多种能源得到
• 电动汽车有利于节能
原油 初炼
发电
充电 电动汽车
原油 精炼
汽油车
起电能调峰作用
• 充分利用晚间富余电能，占总容量1/2。
.
2、国内外对电动汽车的研发情况 国际上各大汽车公司投入巨资 国内：八五、九五、十五863重
大专项、十一五新能源汽车
.
已进入小批量商业化生产和实际应用
.
三、锂离子电池
特点： 1、比能量大，达到115Wh/kg。 2、循环寿命500－1000次。 3、自放电率低，每月自放电8%。 4、无记忆效应。 5、无污染（电池材料不存在有毒物质）。
缺点： 价格高。
主要指标：
1、价格 2、比功率 3、比能量 4、循环寿命 5、快充电 6、一致性
好 差
.
二、镍氢电池
• 具有更高的比能量，循环寿命。 • 性能和成本介于其它几种电池之间 •上世纪90年代发展起来的，
主要生产商美国OVONIC公司。
主要不足： 1、有记忆效应，一定要放光再充电。 2、充电发热。 3、价格仍较高，目前500－700美元/kWh。
电动汽车 及其驱动技术
.
主要内容 一、电动汽车概述 二、电动汽车的三种主要型式 三、电动汽车驱动系统 四、存在的问题与研究方向
研发投入很大，占销售额的10％。
.
吉利控股集团
已开发出：
.
电动自行车
20世纪90年代以来，我国电动车产业迅猛发展。
截止2005年，全国电动车生产厂商已超过1200家。
相关零配件生产厂商已超过2300家。 主要分布在浙江、上海、江苏、山东、天津。
• 电力可从多种能源得到
• 电动汽车有利于节能
原油 初炼
发电
充电 电动汽车
原油 精炼
汽油车
起电能调峰作用
• 充分利用晚间富余电能，占总容量1/2。
.
2、国内外对电动汽车的研发情况 国际上各大汽车公司投入巨资 国内：八五、九五、十五863重
大专项、十一五新能源汽车
.
已进入小批量商业化生产和实际应用
.
三、锂离子电池
特点： 1、比能量大，达到115Wh/kg。 2、循环寿命500－1000次。 3、自放电率低，每月自放电8%。 4、无记忆效应。 5、无污染（电池材料不存在有毒物质）。
缺点： 价格高。
主要指标：
1、价格 2、比功率 3、比能量 4、循环寿命 5、快充电 6、一致性
好 差
.
二、镍氢电池
• 具有更高的比能量，循环寿命。 • 性能和成本介于其它几种电池之间 •上世纪90年代发展起来的，
主要生产商美国OVONIC公司。
主要不足： 1、有记忆效应，一定要放光再充电。 2、充电发热。 3、价格仍较高，目前500－700美元/kWh。
电动汽车 及其驱动技术
.
主要内容 一、电动汽车概述 二、电动汽车的三种主要型式 三、电动汽车驱动系统 四、存在的问题与研究方向
新能源汽车技术课件
整车控制器网络结构
3. 纯电动汽车的关键技术
关键技术：
➢ 整车轻量化技术：整车轻量化始终是汽车技术重要的研究内容。纯电动汽车由于布 置了电池组，整车重量增加较多，轻量化问题更加突出。
• 使用轻质材料。
新材料 A
新工艺 B
• 优化生产工艺， 减少材料或零部 件使用量。
• 多合一集成系统 设计
C 集成化
动力电池
电动机
发动机
燃油
1. 纯电动汽车的定义及分类 学而有思，……
纯电动汽车可 以怎样进行分 类呢？
1. 纯电动汽车的定义及分类
按照用途分类：
➢ 纯电动轿车； ➢ 纯电动客车； ➢ 纯电动货车。
1. 纯电动汽车的定义及分类
按照电池类型分类：
➢ 铅酸蓄电池； ➢ 锂离子电池； ➢ 镍氢蓄电池； ➢ 钠硫蓄电池； ➢ 镍镉电池； ➢ 太阳能电池等。
二合一系统
三合一系统
多合一系统
3. 纯电动汽车的关键技术
关键技术：
➢ 整车控制技术：纯电动轿车整车控制系统是两条总线的网络结构，即驱动系统的高速CAN 总线和车身系统的低速总线。高速CAN总线每个节点为各子系统的ECU。低速总线按物理 位置设置节点、基本原则是基于空间位置的区域自治。
整车控制器壳体
目前国内主流乘用车企业，在电池供应商的选择上，除了 比亚迪，基本都选择了宁德时代。
1. 纯电动汽车的定义及分类
1. 纯电动汽车的定义及分类
按照驱动电机分类：
➢ 直流电动机； ➢ 交流电动机； ➢ 永磁无刷电机； ➢ 开关磁阻电动机。
直流无刷电机
特斯拉感应电机
2. 纯电动汽车的结构及特点 思而后学，……
内容
Contents
纯电动汽车电机及控制器课件
使用。
03
04
能量回收
在制动或滑行状态下，控制 器将电机转化为发电机，将 车辆的动能转化为电能并存 储在动力电池中，实现能量
的回收利用。
故障诊断与处理
控制器具备故障诊断功能， 能够实时监测车辆和电机的 运行状态，一旦发生故障， 立即采取相应的处理措施，
保障车辆的安全性。
控制器的硬件组成
电子控制单元（ECU）
清洁
定期清理电机表面灰尘、污垢，保持 电机散热良好。
检查绝缘
定期检查电机的紧固件，如螺栓、螺 母等，确保无松动。
控制器维护保养
控制器维护保养的重要性
控制器是纯电动汽车的“大脑”，负 责控制车辆运行，定期维护保养能够 确保其稳定、安全运行。
清洁
定期清理控制器表面灰尘、污垢，保 持散热良好。
检查连接线
控制器功能
蔚来的电机控制器能够实 现高效的能量回收，提高 车辆的续航能力。
技术特点
蔚来ES8的电机及控制器 采用了轻量化设计，有助 于降低整车重量，提高能 效。
奥迪e-tron电机及控制器介绍
电机类型
奥迪e-tron采用了永磁同步电机和异步电机的组 合，提供卓越的性能和续航里程。
控制器功能
奥迪的电机控制器能够实现精确的扭矩控制，提 供平稳的加速和行驶表现。
开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种双凸极可变磁阻电机，通过改变绕组电 流的方向和大小来改变转子的旋转方向和速度。
开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等特点 ，但噪音较大，且对控制精度要求较高。
03
纯电动汽车控制器原理及功 能
控制器的基本原理
控制器是纯电动汽车的“大脑”，通过接收来自驾驶员的 操作指令和车辆状态信号，经过处理后控制电机输出，实 现车辆的驱动和能量回收。
03
04
能量回收
在制动或滑行状态下，控制 器将电机转化为发电机，将 车辆的动能转化为电能并存 储在动力电池中，实现能量
的回收利用。
故障诊断与处理
控制器具备故障诊断功能， 能够实时监测车辆和电机的 运行状态，一旦发生故障， 立即采取相应的处理措施，
保障车辆的安全性。
控制器的硬件组成
电子控制单元（ECU）
清洁
定期清理电机表面灰尘、污垢，保持 电机散热良好。
检查绝缘
定期检查电机的紧固件，如螺栓、螺 母等，确保无松动。
控制器维护保养
控制器维护保养的重要性
控制器是纯电动汽车的“大脑”，负 责控制车辆运行，定期维护保养能够 确保其稳定、安全运行。
清洁
定期清理控制器表面灰尘、污垢，保 持散热良好。
检查连接线
控制器功能
蔚来的电机控制器能够实 现高效的能量回收，提高 车辆的续航能力。
技术特点
蔚来ES8的电机及控制器 采用了轻量化设计，有助 于降低整车重量，提高能 效。
奥迪e-tron电机及控制器介绍
电机类型
奥迪e-tron采用了永磁同步电机和异步电机的组 合，提供卓越的性能和续航里程。
控制器功能
奥迪的电机控制器能够实现精确的扭矩控制，提 供平稳的加速和行驶表现。
开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种双凸极可变磁阻电机，通过改变绕组电 流的方向和大小来改变转子的旋转方向和速度。
开关磁阻电机具有结构简单、可靠性高、维护成本低等特点 ，但噪音较大，且对控制精度要求较高。
03
纯电动汽车控制器原理及功 能
控制器的基本原理
控制器是纯电动汽车的“大脑”，通过接收来自驾驶员的 操作指令和车辆状态信号，经过处理后控制电机输出，实 现车辆的驱动和能量回收。
纯电动汽车构造与检修 任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修 PPT课件
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
2. 驱动电机结构
比亚迪E5交流无刷永磁同步电机的结构主要由转子、定子、旋变传感器及温度 传感器组成。
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
（二） 电机控制器
比亚迪E5的电机控制器是高压控 制总成的一部分，它与高压配电箱、 车载充电器、DC-DC转换器集成组合 成高压总成，位于前机舱内。
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
二、 比亚迪E5电机驱动系统工作原理
比亚迪E5电机驱动系统的工作原理与其他纯电动汽车的原理基本相同，比亚迪 E5电机驱动的系统的工作原理为：
比亚迪E5行驶过程中，高压电控总成内电机控制器根据接收到的驾驶员的操作 信号和驱动电机工况信号，控制驱动电机的转速、转矩和转向动作，从而使电动汽 车以驾驶员预期的状态行驶。
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
一、 比亚迪E5电机驱动系统组成
比亚迪E5电机驱动系统采用的是 集成式电机驱动系统，且驱动电机轴与 驱动轴平行布置。其主要由驱动电机、 电机控制器、机械减速装置和电驱冷却 系统四部分组成，各部件通过高低压线 束、冷却管路与整车其他系统连接。
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
谢谢观 看
任务2 比亚迪E5电机驱动系统构造与检修
4. 机械检测
驱动电机常见的机械故障主要有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障。 轴承精度不合格及端盖内孔磨损或端盖止口与机壳止口磨损变形，使电机壳、 端盖、转子三者不同轴引起扫膛；转子动平衡不好、转子轴弯曲，端盖、机壳与转 子不同轴心，紧固件松动等会引起振动；轴承的配合太紧或太松会引起轴承过热而 使轴承损坏。
《纯电动汽车》课件
纯电动汽车的未来发展
1
技术发展方向
电池技术的改进，充电技术的提升，以及动力系统技术的创新，将推动纯电动汽 车更加高效和可靠。
2
市场前景
政府对纯电动汽车的支持政策将进一步完善，消费需求将继续增长，市场竞争格 局将更加激烈。
纯电动汽车的应用范围
1 家用市场
纯电动汽车已经逐渐进入家庭生活，成为家用车的主要选择。
《纯电动汽车》PPT课件
什么是纯电动汽车（EV）
纯电动汽车是指完全依赖电力驱动的汽车，不使用任何燃料。它使用电池或 者燃料电池储存能量，供电给电动机驱动车辆运行。
纯电动汽车的特点包括零排放、零噪音、低运营成本和灵活性。它们对环境 友好，是可持续交通的未来。
纯电动汽车的优缺点
优点
环保，不产生尾气排放；经济实惠，运行成本 更低；静音性好，提供更舒适的驾驶体验。
2 商用市场
纯电动商用车辆在城市配送、物流和租赁等领域发挥着重要作用。
3 公共交通领域
纯电动公交车、出租车和摩托车等交通工具被广泛应用于城市公共交通系统。
结论
发展前景
未来发展趋势
应用前景
纯电动汽车有着巨大的发展潜力， 将成为未来出行方式的主流。
电动化趋势将更加普及，电动汽 车会越来越便宜、续航里程更长、 充电更便捷。
纯电动汽车在各个领域的应用将 继续扩大，减少对传统燃油汽车 的依赖，推动可持续交通的发展。
பைடு நூலகம்缺点
充电时间长，需要等待较长时间才能充满电； 续航里程短，需要频繁充电；充电设施不健全， 充电桩缺乏。
纯电动汽车的发展现状
国内市场
中国市场对纯电动汽车的需求日益增长，政府出台 了一系列支持政策，促进纯电动汽车的发展。
- 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)。
永磁同步电机
电机损耗
• 铜损(电损) 定子线圈为铜导线，铜损是指由于导线内阻R引起的损耗 电损随定子电流幅值增大而增大。
• 铁损(磁损) 定子导磁材料为铁片，铁损是指由于磁路漏磁Rc引起的损 耗。铁损随磁通和转速增大而增大。即随定子电压幅值增 大而增大。
电池
电池－电动汽车产业化发展的瓶颈之一
常见蓄电池的反
MH NiOOH M Ni (OH )2 xLi M yOz Li x M yOz , M yOz为过渡金属氧化物
LixC Li1xM yOz C LiM yOz , LixC为锂碳化合物，Li1xM yOz为锂化过渡金属氧化物
动力电池体系发展现状比较
能量密度 （Wh/kg） 功率密度 （W/kg）
I=E/R=E/(L/rs) <-> Ф=F/Rm=NI/(L/µS)
磁场相互作用
两个空间磁场，产生相互作用力，使得磁力 线方向趋于一致。（指南针）
磁力线总是喜欢从磁阻小得地方通过。 （吸铁）
电机原理
• 电机原理： 在空间内产生定子磁场和转子磁 场。 磁场相互作用产生扭矩和感生电 动势。 通过保持两磁场强度和相对夹角 控制扭矩。
纯电动动力系统组 成
纯电动车动力系统结构简图
动力系统组成：
电池及其管理系统
电机及其管理系统
辅助子系统
动力系统的不同布置方法ຫໍສະໝຸດ 电机电磁场基本原理
磁通、磁场强度、磁感应强度、磁导率
电&磁：
电动势E
<-> 磁通势F=NI
电流 I
<-> 磁通 Ф
电流密度I/S
<-> 磁感应强度B
电阻R=L/rs
<-> 磁阻 Rm=L/µS
低温性能 高温性能 循环寿命 记忆效应 安全可靠性 应用成本 发展现状
铅酸电池 差
30～40 差
100～ 150 一般 一般 差 无 好 低 商业化
镍镉电池 一般
40～50 良好
30～40
良好 良好 良好 有 好 较低 商业化
镍氢电池 好
50～90 好
150～1500
良好 一般 优良
无 好 较高 商业应用
永磁同步电机分类
• 永磁同步(PMSM) 转子永磁体形成的空间磁场强度沿周向呈正弦波分布。 随转子旋转，定子线圈感生反电动势(bemf)为正弦波。 为产生平稳扭矩，定子电流随转角也应为正弦波。
S
N
N
S
永磁同步电机
永磁同步电机分类
• 交流无刷(BDCM) 转子永磁体形成梯形空间磁场 随转子旋转，在定子线圈感生反电动势(bemf)为梯形波 为产生平稳扭矩，定子电流也应控制为梯形波。 但不可能产生完全平稳扭矩输出 (只有当bemf为理想矩形波时)
动车排放将实行相当于欧 洲Ⅲ号的标准。北京奥组 委在《北京奥运行动规划 科技奥运建设专项规划》 中，将电动汽车开发、示 范及产业化研究、动力锂 离子电池及关键材料研究 列入重点任务。
发展纯电动车的原因
资源
政策
市
据国务院发展研究中心 预测，从2007年我国电 力将开始盈余。微型电 动汽车在夜间充电有利 于我国电力结构优化， 假定我国2020年电动汽 车、微型电动汽车、电 动自行车保有量分别达 到50万、500万和2亿辆， 以三类电动车年行使里 程2万公里、1万公里和 5000公里为例计算，夜 间充电将为电网提供总 装机容量近7%的蓄能设 备，为电力产业发展节 约投资成本约1000亿元。
S
N
电机分类
3 直流磁阻电机 • 磁阻同步电机(多用于步进电机)
定子磁场空间旋转：通过直流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：无转子磁场
电机分类 4 交流异步电机
• 交流异步电机(转子转速小于磁场转速) 定子磁场空间旋转：通过交流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：通过金属条(鼠笼)感应产生
永磁同步电机
电池类型 铅酸 Pb－Acid 镍铬 Ni－Cd 镍锌 Ni－Zn 镍氢 Ni－MH Li聚合物电池
Li－Ion 锂离子电池
化学反应式 Pb PbO2 2H2SO4 2PbSO4 2H2O
Cd 2NiOOH 2H2O Cd (OH )2 2Ni (OH )2 Zn 2NiOOH 2H2O Zn (OH )2 2Ni (OH )2
锂离子电池 优良
60～200 良好
150～2500
差 一般 一般 无 差 高 有应用实例
超级电容器 非常差 0～15 优异 1000～ 30000 优良 优良 优良 无 好 高
有应用实例
蓄电池主要实验
性能实验——测试变温度/DOD/充放电速率下的 时 间－电压 或 时间－SOC 等曲线，了解电池的本 身特性。
纯电动车动力系统
S
N
N
S
李哲 清华大学汽车工程系发动机控制课题组
2006.12
提纲
1 纯电动概述 2 纯电动动力系统组成 3 动力系统的不同布置方法 4 电机 5 电池
电池的反应式和基本类型比较 三类主要实验，放电特性 与充电方法 BMS的任务 SOC估计方法 单体差异 安全性管理
概述
环境 到20场08年需，求北京地区的机
直流永磁无刷？
四轮单独控制，减少打滑等 附着 制动能量回收 重量 电机的效率曲线 轮毂电机——线控，体积，空间布置 成本
浙江雄霸 800W直流永磁刷 单个重量约8Kg
电机分类
1 直流电机－如传统汽车用启动电机 • 直流电机（通过直流电直接驱动的电机）
定子磁场空间固定：通过直流电或永磁体产生 转子磁场空间固定：通过电刷转子线圈产生 • 两空间旋转磁场，当方向夹角90度时，产生最大作用 扭矩。
随车实验——记录不同转速/扭矩下的电池电压/电 流/温度/SOC，优化电池的管理策略，不仅用于纯 电动车，还用于混合动力车（结合混合动力车辆 的构型、能量分配策略和控制算法）。
电机分类
2 交流同步电机 • 交流同步电机(转子转速与磁场转速相同)
定子磁场空间旋转：通过交流电定子线圈产生 转子磁场空间旋转：通过电刷转子线圈或永磁体产生
• 励磁同步发电机(APU所用发电机) 转子通过励磁机励磁(无刷直流励磁)，定子感生交流电
• 永磁同步电机(ISG广泛采用) 转子永磁体，定子线圈，无电刷
• 电动机 (电能机械能) 当扭矩方向与旋转方向相同时输 出机械能。 此时感生电动势方向与电流同相， 消耗电能。
• 发电机 (机械能电能) 当扭矩方向与旋转方向相反时消 耗机械能。 此时感生电动势方向与电流反相， 产生电能。
电机的数量和布置
• 选装几个电机？ • 使用轮毂电机吗？ • 电机选择什么类型？