电动汽车电机驱动技术 ppt课件

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发动机
电机
控制器 （ECU）
传统汽车
底盘 车身
新能源汽车
底盘 车身
电器
电器
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
新能源汽车电机驱动系统主要由哪些部分组成？
1）直流电机驱动系统，电机控制一般采用脉宽调制（PWM)控制
方式。
要点：
电源---直流，控制方式---PWM脉宽调制
励磁方式：
1.永久磁铁
2.励磁绕组
6.2 电动汽车驱动电机
6.2 电动汽车驱动电机
6.2 电动汽车驱动电机
6.2 电动汽车驱动电机
什么是直流电机？
定义：将直流电能和机械能相互转化的旋转电机， 它可用作电动机或发电机
4)开关磁阻电机驱动系统，电机控制一般采用模糊滑模控制方法。
6.2 电动汽车驱动电机
电动汽车的电机驱动系统与传统工业电机驱动系统差别较大，特点如下： 1）以电机转矩或转速为控制目标，加速踏板、制动踏板和转向盘的给定位置是 电机转矩或转速的目标值，要求转矩响应快，波动小，稳定性好。 2）要求电机具有较宽的调速范围，最高转速是基速的2倍以上，电机要能四象限 工作。 3）为保证汽车动力性好，要求电机低速大转矩输出，并能具有较大的过载距力， 较长的过载时间，过载系数达2倍以上，过载时间达3min以上，为保证最高车速， 要求电机基速以上处于一定恒功率输出 4），电机驱动系统要求有高的功率密度和宽转速范围高效工作区，系统效生大 于80%的转速区大于75%。 5）电机驱动系统可靠性好，电磁兼容性好，易于维护。
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
控制信号流 动力电源流向 机械方式连接
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
电动汽车对驱动电机的性能要求
1、体积小、重量轻
铝制外壳
2、在整个运行范围内的高效率
3、低转速大转矩特性及宽范围内的恒定功率特性
4、高可靠性
5、低价格
6、高电压
DCDC
7、高转速
6.2 电动汽车驱动电机
6.2 电动汽车驱动电机
6.2 电动汽车驱动电机
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6.2 电动汽车驱动电机 2）交流感应电机驱动系统，电机控制一般采用矢量控制或直接转矩 控制的变频调速控制方式。
3）交流永磁电机驱动系统，包括永磁同步电机控制系统和水磁光 明方波电机控制系统，其中永磁同步电机控制一般采用矢量控制方 法，永磁无刷方波电机控制方法与直流电机控制相似。
蓄电池
逆变器
驱动电机
驱动轴
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 串联式混合动力电动汽车
蓄电池
逆变器
驱动电机
驱动轴
蓄电池
发动机
特点：单一的动力装置，两个以上能量源
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 串联式驱动系统示意图
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 串联式典型车型介绍
Coaster SHEV的外形
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 串联式混合动力电动汽车
蓄电池
逆变器
驱动电机
耦合器
驱动轴
发动机
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 并联式驱动系统示意图
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 并联式驱动系统组合驱动方式
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
插电式混合动力电动汽车
概念：可以利用电力网（包括家用电源插座）进行补充充电的混 合动力电动汽车。
特点： （1）低噪音、低排放 （2）介于常规混合动力和纯电动之间 （3）利用晚间“谷电”，降低使用成本 （4）动力电池需要具有深充和深放的能力
6.2 电动汽车驱动电机
一、电流电枢绕组基本知识
作用：电枢绕组——功率绕组。当电枢绕组在磁场中旋转时将感 应电势，当电枢绕组中流通电流时，电流和气隙磁场相互作用将 产生电磁转矩。通过电枢绕组直流电机进行电功率和机械功率的 转换。 特点：直流绕组是闭合绕组。每个元件的两端点分别连接在两换 向片上，每个换向片连接两个元件，各元件依一定规律依次连接， 形成闭合回路。
机械系统：机械传动、车轮等
电气系统：电机、功率转换器、电子控制器
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
电动汽车驱动原理分类： 电动汽车：主要以动力电池为能源源、全部或部分由电机驱动的汽车。
纯电动汽车（EV）
插电式（PHEV）
电动汽车 混合动力电动汽车（HEV）
非插电式 燃料电池电动汽车（FCEV）
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 基本结构
电动汽车电机驱动技术
第六章 电动汽车电机驱动技术
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
新能源汽车与传统汽车相比，有那些不同？
新能源汽车一般情况下，是将驱动电机取代发动机，使用电机控
制器将电能转换为机械能来驱动汽车行驶。
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6.2 电动汽车驱动电机
基本转速ne以下为恒转矩区，基本转速ne以上为恒功率区。在恒 转矩区，励磁电流保持不变，通过改变电枢电压来控制转矩。在高速 恒功率区，电枢电压不变，通过改变励磁电流或弱磁来控制转矩。它 的这种特性很适合汽车对动力源低速高转矩、高速低转矩的要求，而 且直流电机结构简单，易于平滑调速，控制技技术成熟。
直流电机的用途 1.作电源用——直流发电机 2.作动力用——直流电动机 3.信号的传递
作为测量元件——直流测速发电机 作为执行元件——直流伺服电动机
6.2 电动汽车驱动电机 直流电机的优缺点
优点： 直流发电机的电势波形较好，电磁干扰较小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 缺点： 由于存在换向器，其制造、维护复杂，价格较高。
电动汽车驱动电机及其控制系统是电动汽车的心脏，是把电能转化 为机械能来驱动车辆的部件。它的任务是在驾驶人的控制下，高效率地 将动力电池的能量转化为车轮的动能，或者将车轮上的动能反馈到动力 电池中。电能和机械能的相互转化在电机转子和定子间的气隙形成。
6.2 电动汽车驱动电机
目前电动汽车常用的电机及其驱动控制系统有4种：
6.2 电动汽车驱动电机
他励： 励磁绕组与电枢绕组无关
I=Ia
Ia－－电枢电U
n
他励式发电机
I RL
6.2 电动汽车驱动电机
If Rf
Ia
I
Ea
U
并励式电动机
并励： 励磁绕组与电枢绕组并联
I
R fC U
If
Ia
n
Ea
串励式电动机
串励： 励磁绕组与电枢绕组串联
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 燃料电池电动汽车 组成：燃料电池发电机、燃料储存装置、驱动电机、动力电池等。
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 燃料电池电动汽车的基本结构
6.1 电动汽车电机驱动系统概述
6.1 电动汽车电机驱动系统概述 帕萨特领驭燃料电动车动力源