电动汽车用电机技术现状与发展趋势
合集下载
相关主题
- 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)。
电池技术：开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。 整车技术：车体本身也包含很多高新技术。采用轻质材料优化结构,
采用能量回收系统实现能量回收; 采用高弹滞材料制成的高气压子午 线轮胎, 汽车车身特别是汽车底部流线型化。 能里管理技术
存在问题 一、电池技术存在的问题：
1、极低的电池能量密度。 2、过重的电池组 3、有限的续驶里程和汽车动力性 4、电池组昂贵的价格及有限的循环寿命 5、汽车附件的使用受到限制
电动汽车用电机技术现状与发展趋势
葛先科 车辆工程12-2
班
新能源电动汽车驱动电机的分类
主要介绍
1、直流电机 2、交流感应电机 3、永磁同步 4、开关磁阻电机
直流电机
功用：直流电机是指能将直流电能转换成 机械能或将机械能转换成直流电能的旋转 电机。它是能实现直流电能和机械能互相 转换的电机。
组成结构：由定子和转子两大部分组成。 工作原理：把电枢线圈中感应的 交变电动势，靠换向器配合电刷的 换向作用，使之从电刷端引出时变 为直流电动势的原理。
混合动力公交车中纺锐
行平稳以及安全可靠的特长。 力公司SRD 电机
缺点：低速转矩脉动，振动
大、噪声大、效率偏低，能
量回馈差
电动汽车关键技术
电动车用电动机：性能要求主要体现在具有宽的调速范围及高的转速, 体积小、质量轻、效率高且有动态制动和能量回馈的功能。
电机控制系统：控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制模糊控制、 神经网络、自应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术, 将单独或结合应用于电动汽车的电机控制系统。电动汽车再生制动控 制系统可以节约能源提高续驶里程, 具有显著的经济价值和社会效益。 再生制动还可以减少刹车片的磨损, 降低车辆故障率及使用成本。
组成：电机由定子和转子组成， 定转子之 间有气隙，定子和普通交流电机相同。
源自文库
优缺点
优点：具有高功率 密度、高效率、易 散热、高可靠性和 较好的动态性能等 特点
缺点：没有直流电机的 换向器和电刷等需要更 多维护给应用带来不便。 存在最大转矩受永磁体 去磁约束，抗震能力差， 高转速受限制，功率较 小，成本高和起动困难
优缺点
应用情况
优点：解决了永磁同步电机 英国捷豹公司C-X75
和无刷直流永磁电机现存的 技术问题。具有设计合理、 结构紧凑、无永磁体、制造
插电增程式四驱电动超 跑概念车
容易、生产工艺简单、成本 东风公司混合动力城市
低、免维护、控制简单等特
客车
点， 充分发挥了开关磁阻电 机起动转矩大、效率高、运
应用情况
1、法国雪铁龙SAXO 电动轿车 2、标致QCGS106 EV
交流感应电机
类型：感应电机主要分为：鼠笼式感应电动 机，绕线式感应电动机和各种控制用电动机 三大类。
交流感应电机
三相感应电动机的结构
优缺点
优点：结构简单坚固、质量轻、体积小、 低成本、效率高、价格低廉。电机的定 子输入频率可在较大范围内变化， 调 速范围宽， 是电动汽车用驱动电机的 理想选择
发展趋势
1. 电机驱动系统技术发展趋势 电动汽车用电机驱动系统技术发展趋势基本 可以归纳为永磁化、数字化和集成化。 系统总体机电一体化匹配设计 ( 1)高功率密度驱动电机研究与开发。 ( 2) 车用动力蓄电池 ( 3) 电力驱动系统综合控制研究开发。 ( 4) 智能化的能量管理系统研究与开发。
优缺点
优点： 1、具有优良的转矩特性
2、控制原理和控制装置简单、 控制成本低、起动
3、加速转矩大、调速性能好且 比较方便
缺点：
1、电刷和机械换向器， 限制 了电机过载能力、速度、功率 体积比、功率质量比和效率的 提高。
2、换向时产生噪声， 换向器 表面会产生电火花和电磁干扰， 可靠性降低， 需要定期维护， 极大地影响了它的应用场合
应缺 低用情点、况：发：热1低 严、2速 重通、用运 、西公门行 控司子时 制E水V， 系1冷／统也E复V存2杂纯在等电着动有效汽待车率克 服的技术问3题、。京华客车的电动公交客车
4、中通客车的纯电动豪华旅游车
永磁同步电机
功用：交流永磁同步电机是反电动势波形 和供电电流波形都是正弦波的交流永磁电 机， 又称为正弦波永磁同步电机， 采用定 子磁场定向矢量控制及转子连续位置反馈 信号来控制调速或换向。
应用情况
1、福特公司纯电动汽车福克斯 2、日本KAZ 纯电动汽车 3、长城精灵纯电动汽车 4、本田思域混合动力轿车
开关磁阻电机
开关磁阻电动机是继 变频调速系统、无刷直流 电动机调速系统之后发展 起来的最新一代无级调速 系统，是集现代微电子技 术、数字技术、电力电子 技术、红外光电技术及现 代电磁理论、设计和制作 技术为一体的光、机、电 一体化高新技术。
二、电机驱动系统存在的问题：
1、车用电机驱动系统技术无法支撑电动汽车的大规模应用， IGBT 器件和电机材料利用率有待提高。 2、可靠性和耐久性较低, 且缺乏可靠性和耐久性评价理论依据, 无法通过设计和有限试验获知电动汽车电机驱动系统的寿命。 3、缺乏车用电机驱动系统 z 级高 3 频准确模型及验证手段, 整车 EMC 问题难以解决。
谢谢观赏
采用能量回收系统实现能量回收; 采用高弹滞材料制成的高气压子午 线轮胎, 汽车车身特别是汽车底部流线型化。 能里管理技术
存在问题 一、电池技术存在的问题：
1、极低的电池能量密度。 2、过重的电池组 3、有限的续驶里程和汽车动力性 4、电池组昂贵的价格及有限的循环寿命 5、汽车附件的使用受到限制
电动汽车用电机技术现状与发展趋势
葛先科 车辆工程12-2
班
新能源电动汽车驱动电机的分类
主要介绍
1、直流电机 2、交流感应电机 3、永磁同步 4、开关磁阻电机
直流电机
功用：直流电机是指能将直流电能转换成 机械能或将机械能转换成直流电能的旋转 电机。它是能实现直流电能和机械能互相 转换的电机。
组成结构：由定子和转子两大部分组成。 工作原理：把电枢线圈中感应的 交变电动势，靠换向器配合电刷的 换向作用，使之从电刷端引出时变 为直流电动势的原理。
混合动力公交车中纺锐
行平稳以及安全可靠的特长。 力公司SRD 电机
缺点：低速转矩脉动，振动
大、噪声大、效率偏低，能
量回馈差
电动汽车关键技术
电动车用电动机：性能要求主要体现在具有宽的调速范围及高的转速, 体积小、质量轻、效率高且有动态制动和能量回馈的功能。
电机控制系统：控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制模糊控制、 神经网络、自应控制、专家系统、遗传算法等非线性智能控制技术, 将单独或结合应用于电动汽车的电机控制系统。电动汽车再生制动控 制系统可以节约能源提高续驶里程, 具有显著的经济价值和社会效益。 再生制动还可以减少刹车片的磨损, 降低车辆故障率及使用成本。
组成：电机由定子和转子组成， 定转子之 间有气隙，定子和普通交流电机相同。
源自文库
优缺点
优点：具有高功率 密度、高效率、易 散热、高可靠性和 较好的动态性能等 特点
缺点：没有直流电机的 换向器和电刷等需要更 多维护给应用带来不便。 存在最大转矩受永磁体 去磁约束，抗震能力差， 高转速受限制，功率较 小，成本高和起动困难
优缺点
应用情况
优点：解决了永磁同步电机 英国捷豹公司C-X75
和无刷直流永磁电机现存的 技术问题。具有设计合理、 结构紧凑、无永磁体、制造
插电增程式四驱电动超 跑概念车
容易、生产工艺简单、成本 东风公司混合动力城市
低、免维护、控制简单等特
客车
点， 充分发挥了开关磁阻电 机起动转矩大、效率高、运
应用情况
1、法国雪铁龙SAXO 电动轿车 2、标致QCGS106 EV
交流感应电机
类型：感应电机主要分为：鼠笼式感应电动 机，绕线式感应电动机和各种控制用电动机 三大类。
交流感应电机
三相感应电动机的结构
优缺点
优点：结构简单坚固、质量轻、体积小、 低成本、效率高、价格低廉。电机的定 子输入频率可在较大范围内变化， 调 速范围宽， 是电动汽车用驱动电机的 理想选择
发展趋势
1. 电机驱动系统技术发展趋势 电动汽车用电机驱动系统技术发展趋势基本 可以归纳为永磁化、数字化和集成化。 系统总体机电一体化匹配设计 ( 1)高功率密度驱动电机研究与开发。 ( 2) 车用动力蓄电池 ( 3) 电力驱动系统综合控制研究开发。 ( 4) 智能化的能量管理系统研究与开发。
优缺点
优点： 1、具有优良的转矩特性
2、控制原理和控制装置简单、 控制成本低、起动
3、加速转矩大、调速性能好且 比较方便
缺点：
1、电刷和机械换向器， 限制 了电机过载能力、速度、功率 体积比、功率质量比和效率的 提高。
2、换向时产生噪声， 换向器 表面会产生电火花和电磁干扰， 可靠性降低， 需要定期维护， 极大地影响了它的应用场合
应缺 低用情点、况：发：热1低 严、2速 重通、用运 、西公门行 控司子时 制E水V， 系1冷／统也E复V存2杂纯在等电着动有效汽待车率克 服的技术问3题、。京华客车的电动公交客车
4、中通客车的纯电动豪华旅游车
永磁同步电机
功用：交流永磁同步电机是反电动势波形 和供电电流波形都是正弦波的交流永磁电 机， 又称为正弦波永磁同步电机， 采用定 子磁场定向矢量控制及转子连续位置反馈 信号来控制调速或换向。
应用情况
1、福特公司纯电动汽车福克斯 2、日本KAZ 纯电动汽车 3、长城精灵纯电动汽车 4、本田思域混合动力轿车
开关磁阻电机
开关磁阻电动机是继 变频调速系统、无刷直流 电动机调速系统之后发展 起来的最新一代无级调速 系统，是集现代微电子技 术、数字技术、电力电子 技术、红外光电技术及现 代电磁理论、设计和制作 技术为一体的光、机、电 一体化高新技术。
二、电机驱动系统存在的问题：
1、车用电机驱动系统技术无法支撑电动汽车的大规模应用， IGBT 器件和电机材料利用率有待提高。 2、可靠性和耐久性较低, 且缺乏可靠性和耐久性评价理论依据, 无法通过设计和有限试验获知电动汽车电机驱动系统的寿命。 3、缺乏车用电机驱动系统 z 级高 3 频准确模型及验证手段, 整车 EMC 问题难以解决。
谢谢观赏