【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
新能源汽车技术概论课件第5章 混合动力电动汽车
混合动力电动汽车（HEV）
•5.1混合动力电动汽车概述
• 5.1.1 混合动力汽车的主要组成
• 混合动力汽车的主要由发动机、驱动电动机、辅助电源、联轴器、 耦合器等机械部分和整流器和功率转化器等控制部分等组成。 • 1．发动机 • 发动机是混合动力电动机的主要动力源，可以广泛地采用四冲 程内燃机（包括汽油机和柴油机）、二冲程内燃机（包括汽油机和 柴油机）、转子发动机、燃气轮机和斯特林发动机等。
• 5.2.5 不同类型混合动力汽车比较与特点
• 不同类型的混合动力汽车在燃油经济性、尾气排放和控制难易程度 等方面比较
• 不同类型的混合动力汽车在驱动模式、传动效率、整车布置、适 用条件等方面比较
•5.3 混合动力电动汽车的电驱动系统
• 由于混合动力电动汽车的组成部件、布置方式以及控制策略不同 有多种分类，下面分别介绍串联、并联以及混联三种混合动力电动 汽车的电驱动系统。
• 5.2.2 按混合程度分类
• 按照电动机相对于燃油发动机的功率比大小可以将混合动力汽车分为以下4类。
• 1.微混合型混合动力电动汽车( MICRO HYBRID ELECTRIC VEHICLE)
• 微混合，也称为“起-停混合”( Micro Hybrids)。。
• 2.轻度混合（弱混合）型混合动力电动汽车( MILD HYBRID ELECTRIC VEHICLE)
• 5.3.1串联式混合动力电驱动系统
• 串联式混合动力电驱动系统是一个由两个能源向单个动力机械 (电动机)供电，以推进车辆的驱动系。最一般的串联式混合动力电 驱动系统的组成如图所示。
• 1.串联式混合动力电驱动系统蕴含以下的运行模式 • （1）纯粹的电模式 • （2）纯粹的发动机模式 • （3）混合模式 • （4）发动机牵引和蓄电池组充电模式 • （5）再生制动模式 • （6）蓄电池组充电模式 • （7）混合式蓄电池充电模式
新能源汽车技术 第2版 第5章 电动汽车驱动电机
6. 麦克斯韦应力 弗莱明法则描述的是被放置在真空中的导体情况, 而电动机线圈被放置在铁心槽中, 仅利 用弗莱明法则无法全面说明电磁力的产生。 如图 5-3a 所示, 受到的外部磁力线用直线表示, 电流产生的磁力线呈同
F1 = F2 = NBIl T = NBIla = NBIA
力、
转矩都为 N 倍,
表示为
图 5-4 作用在矩形线圈上的力与转矩
2. 转矩及功率 如图 5-5 所示, 将悬臂安装在电动机 轴上, 在其前端放置量秤, 电 动机旋转时 会有力作用在量秤上。 如果让电动机停止 转动, 电动机 轴与悬臂固定连接, 那么该 力则成为起动电动机的力。 另外, 轴与悬 臂间隙配合, 如果轴与悬臂的固定部位边 摩擦边转动, 则该力也是旋 转中产生的驱 动力。 转矩值可以通过功率和转速求得。 电动机功率 P o 、 转速 n 与电动 机转矩 T 的关系如下:
1. 电磁力与转矩 电流与磁场产生的力, 在旋转运动中可以作为转矩来考虑。 如图 5-4 所示, 矩形线圈通电 后, 作用于线圈的电磁力
可表示为
转矩 T 可表示为 式中, A 为矩形线圈环绕的面积。
F1 = F2 = BIl T = F1 a / 2 +F2 a / 2 = BIla = BIA
线圈匝数为 N 的情况下,
( 称为动生电动势)。 当接通交流电时, 由于电流随时间而变 化, 因此需要考虑由磁通量随时间变化产生的电磁 感应电动势 ( 称为感生电动势)。 电磁力也 需考虑两种情况: 由于磁场与电流相互作用, 产生弗莱明左手法则所 描述的电磁力; 铁心中的 磁通量分布产生的麦克斯韦应力。
新能源汽车驱动电机及控制系统检修 项目1 电动汽车电机及控制技术概述
右手定则
一、电磁基本概念
电磁力方向
伸开左手，使拇指与其余四个 手指垂直，并且都与手掌在同一 平面内；让磁感线从掌心流入， 使四指指向电流方向；拇指所指 方向就是通电导线在磁场所受安 培力方向。
左手定则
二、电机基本结构
电机主要是由定子和 转子组成。
永磁同步电动机结构
二、电机基本结构
定子
定子的作用是产生磁场和作 为电机机械支撑，它由主磁极、 换向磁极、电刷、机座、端盖和 轴承等组成。
定子结构
二、电机基本结构
定子
① 定子铁芯。定子铁芯是由0.350.5mm的硅钢片叠成，它构成电机磁
路的一部分。
定子结构
二、电机基本结构
定子
②换向磁极。在两个相邻的主磁极之 间有一个小磁极，这就是换向磁极。它 的构造与主磁极相似，它的励磁绕组与 主磁极的励磁绕组相串联。换向磁极的 主要作用是产生附加磁场，改善电机的 换向，减小电刷与换向器之间的火花， 不致使换向器烧坏。在功率很小的直流 电机中也有不装换向极的。
小知识：电机可逆原理 任何电机都有固定不动的定子 和旋转的转子两部分组成，根据 车辆工况的不同，按照电机可逆 原理，定子与转子实现不同作用 以完成电动机与发电机的工况转 变。
电动机的原理模型
03 电动汽车常见电机驱动系统
1.电动汽车常见电驱系统功能
定义
电驱动系统：驱动电
机，电机控制器，驱动减速 器、总成和冷却系统。
电能转化为机械能
二、驱动电机的功能
发电机功能
小知识：制动能量回收 国外有关研究表明，在较 频繁制动与起动的城市工况运 行条件下，有效地回收制动能 量，电动汽车大约可降低15% 的能量消耗，可使电动汽车的 行驶距离延长10%~30%。。
【新能源汽车技术】第五章 电动汽车驱动电机及控制系统
3. 新能源汽车对电机的要求
5.电动汽车驱动电动机需要有4至5倍的过载，以满足短时加速行驶与 最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。
6.电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以 满足多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定 的性能。
7.电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量 回收。
总之，电动汽车驱动电机总的发展趋势是由通用走向专用，由直流走 向交流；电机的功率密度、可靠性及耐久性不断提高；驱动控制系统 向集成化与一体化发展。
逆变器
逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电。它 由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
变频器
变频器（Varizble-frequency Drive,VFD）是应用变频技术与微电子技术 ，通过改变电动机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设 备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流） 、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
实验证明，配备完善电源管理系统的电池组，其循环寿命 是不配管理系统电池组的3倍以上。
3.电源管理系统BMS
电池包的结构组成
4.制动能量回馈系统
制动能量回馈，又称回馈制动或再生制动，在电动汽车一 般采取电能式再生制动能量回收方法，是指在减速或制动 过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆的部分动能转 化为电能储存于储能装置中（如各种蓄电池、超级电容和 超高速飞轮），同时施加电机回馈转矩于驱动轴，对车辆 进行制动。
新能源汽车驱动电机及控制系统---课程标准(1)
《电动车驱动电机及控制系统》课程标准一、课程性质与任务《电动车驱动电机及控制系统》是新能源汽车技术三年制高职专业设置的一门专业核心课程，是学生具备了《汽车电工电子》、《新能源汽车概论》、《新能源汽车构造与拆装》等专业知识后开设的课程。
该课程是学生掌握新能源汽车技术的重要理实一体化教学环节，开设一学期，教学时数为60学时，3.5学分。
电动车驱动电机及控制系统检修通过各教学项目的实施，使学生了解动力机的基本结构、原理机分类，掌握新能源汽车驱动系统的组成以及各高压部件的作用，掌握电机及控制系统的故障分析并对其进行检修，学会使用各种检测工具、仪器和设备，培养学生在“电动车驱动电机及控制系统”领域内的核心职业能力，并通过情境和岗位的模拟，使学生具有良好的职业意识和职业素养，增强学生适应职业变化的能力，培养精益求精的“工匠精神”。
二、课程教学目标通过以工作任务导向，以学习任务为载体，通过对本课程的学习，使高等职业学院的新能源汽车技术的学生掌握掌握新能源汽车电机的驱动工作原理和故障检测；具备使用各种维修工具和选择合适的专业工具独立进行新能源汽车电机驱动系统故障维修的能力。
为学生未来从事专业方面实际工作的能力奠定基础。
1.知识目标：1）掌握直流电动机的基本结构和工作原理；2）掌握三相异步电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机的基本结构和工作原理；3）掌握新能源汽车驱动系统的组成以及各高压部件的作用；4）了解电动车驱动电机系统有关国家标准；5）了解掌握混合动力汽车和纯电动汽车能量传递路线；6）掌握电动车电机及驱动系统的检测工具及使用方法。
2.能力目标：1）能够查阅维修手册或相关资料，收集电动车电机及驱动系统所必需的专业技术信息，例如作业规范、维修手册等；2）能够正确的使用新能源汽车相关生产和服务所需工具、设备；3）能够独立完成对电动车电机及驱动系统相关结构、布局的认识并能完成各部件的拆装、检测与调试。
4）能够独立使用专业的诊断设备进行电动车电机及驱动系统常见综合故障的诊断；5）能够正确记录、分析检测结果并判断故障具体部件，制定维修作业计划并填写工作任务单或表格；6）能够按照规范和技术规定进行操作，保证检修质量；7）能够独立完成电动车电机及驱动系统的日常保养与维修；3.素质目标：1）能在检修工作中培养良好的操作习惯、安全生产和环保意识；2）具有良好的团队协作精神和组织协调能力，能与他人合作检修工作任务；3）具有独立学习、获取新知识、分析和处理信息的能力，能按时高效完成检修工作任务；4）具有不断积累维修经验，从个案中寻找共性的能力，能独立分析和解决检修工作中遇到的技术问题；5）具有较强的口头与书面表达能力，能与他人进行电动车电机及驱动系统检修技术交流；6）具有良好的心理素质和克服困难的能力，能处理电动车电机及驱动系统检修工作中遇到的常见问题。
新能源汽车驱动电机及控制系统检修教案 学习情境 1：驱动电机的认知
学习情境 1 驱动电机的认知教案任务 1认知新能源汽车驱动电机1.1.1 电机术语和定义1. 驱动电机系统通过有效的控制策略将动力电池提供的直流电转化为交流电，实现电机的正转以及反转控制的系统。
该系统在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电，将能量回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。
2. 驱动电机将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，也可具备机械能转化成电能的功能。
3. 驱动电机控制器控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号接口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。
4. 直流母线电压1. 电机早期的电动汽车主要采用直流电机作为驱动电机，控制方法简单易行，但是其缺点为换向器和电刷需要经常维护，因而限制了其应用的范围。
2. 功率变换器功率变换器根据所选的电机类型可分为直流直流( DC-DC)变换器和直流交流( DC-AC)变换器，其作用是根据整车控制器对电机输出转矩的要求，将蓄电池的电压与电流转换成控制电机所需的特定电压和电流。
3. 整车控制器整车控制器根据驾驶员对车辆的控制，采集加速踏板、制动踏板的信号及各种检测传感器的反馈信号，通过运算、逻辑判断等向电机控制器发出相应的指令，电机控制器通过控制功率变换器开关器件的状态控制电机运行，进而控制车辆的前进、倒退、加速及制动等，使整个驱动系统有效运行。
4. 能源系统含体积和质量在内的车辆性能约束取决于车型、车重和载重量。
能源系统则与蓄电池、燃料电池、超级电容器、飞轮及各种混合型能源相关联。
因此，电驱动系统的优选特性和组件选择过程必须在系统层面上实施，必须研究各子系统间的相互作用及系统权衡中可能的影响。
1.1.3 电动汽车用驱动电机的分类电机又称马达，是一种驱动性的电气装备，能够把电能转化为机械能，再使其转化为动能。
电动汽车驱动电机按照结构、工作原理及常用电源性质的不同，可分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。
新能源汽车驱动电机及其控制(PPT 54页)
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了永磁同步电动机的结构和原理，需要注 意的是电机的不同运行状态。
2020/5/30
33
驱动电机的结构原理-直流电机
2020/5/30
34
驱动电机的结构原理-开关磁阻电机
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35
分组演练、测试
第1、2组按照工单完成电机控制台架的认识和测试任务； 第3、4组使用实车操作。操作内容： 1、举升比亚迪e5轿车，观察电机及电机控制器的安装 位置； 2、举升车辆，分别变换前进、倒档，加速，松开加速踏 板，踩下制动踏板，观察电机的各种运行状态。
2020/5/30
40
逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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42
逆变器的结构原理
2020/5/30
43
逆变器的结构原理
2020/5/30
44
逆变器的结构原理
2020/5/30
45
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了使用IGBT进行逆变的原理，需要注意的 是了其基本原理。
6
汽车驱动电机概述—电机分类
1、直流电机
优点：调速性能良好；起动性能好；具有较宽的恒功率范围；控制较为简单； 价格便宜。缺点：效率低；维护工作量大；转速低；质量和体积大
应用：巡逻车、电动观光车、电动叉车等
2、交流异步电机：
优点：效率高、成本低 、结构简单、制造方便、可靠性好；缺点：体积大、质 量大、功率密度低
目前电动汽车基本上使用交流异步电机和永磁同步电机两种。
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7
汽车驱动电机概述—电机控制系统
(完整PPT)新能源汽车驱动电机及其控制
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逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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逆变器的结构原理
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驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
小结
• 本节讲述了使用IGBT进行逆变的原理，需要注意的 是了其基本原理。
6
汽车驱动电机概述—电机分类
1、直流电机
优点：调速性能良好；起动性能好；具有较宽的恒功率范围；控制较为简单； 价格便宜。缺点：效率低；维护工作量大；转速低；质量和体积大
应用：巡逻车、电动观光车、电动叉车等
2、交流异步电机：
优点：效率高、成本低 、结构简单、制造方便、可靠性好；缺点：体积大、质 量大、功率密度低
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主要内容
1
汽车驱动电机概述
2
驱动电机的结构原理
3
逆变器的结构原理
4
电机检测与故障分析
2020/2/6
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电机检测与故障分析（比亚迪e5）
2020/2/6
48
电机检测与故障分析（知豆D2）
2020/2/6
49
电机检测与故障分析（知豆D2）
2020/2/6
50
电机检测与故障分析（EV200）
2020/2/6
18
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
19
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
20
驱动电机的结构原理-三相异步电机原理
2020/2/6
浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统
浅谈纯电动汽车驱动电机及控制系统纯电动汽车驱动电机及控制系统是纯电动汽车最重要的组成部分之一。
顾名思义，这个系统由两个主要组成部分组成——电动汽车的驱动电机和电机控制器。
如果说油车的发动机和变速器是油车的心脏，那么电动汽车的驱动电机和控制系统就可以说是电动汽车的心脏。
以下将详细介绍驱动电机及控制系统的概念，种类、结构、工作原理和发展趋势。
一、驱动电机的概念驱动电机是指电动汽车中负责电能转化为机械能，并将车辆推动的电动机。
它是纯电动汽车最重要的动力源。
驱动电机有很多种类，其中最常见的是异步电机和永磁同步电机。
异步电机与传统的交流电动机相似，但它的结构更为简单，并且由于其转速受电源频率的限制，因此已经被淘汰。
永磁同步电机则是最常见的驱动电机类型之一，由于其具有高效率、高功率因数、高转矩密度和较小的转子惯量，因此在纯电动汽车中被广泛采用。
二、控制系统的概念控制系统是指负责控制驱动电机正常工作的系统。
它由控制器、传感器组成。
控制器是控制电机运转的“智能大脑”,是纯电动汽车中最重要的部分之一。
它不仅负责控制电机的启动、停止和转速，还将车速信息、加速度信息、电池电压信息等反馈给其他控制系统完成整车系统的协同控制。
三、纯电动汽车驱动电机的结构纯电动汽车驱动电机的结构大致分为电机电器、轴承端盖、轴承、转子、定子几部分。
其中，电机电器也称为电机本体，由定子、转子等组成。
定子通常由铜线绕制成线圈，线圈由垫片、断路器、导体等构成。
转子由永磁体和导体组成，永磁体是负责产生相应磁场的重要部分。
四、驱动电机和控制系统的工作原理纯电动汽车驱动电机和控制系统的工作原理首先需要知道的是，驱动电机是一种交流电动机，其转矩与电机电流的平方成正比。
控制器发出开机指令之后，电机通过转子和定子间的转换相互作用产生旋转力，推动车辆运动。
控制器负责电能的传输和电机的控制，可以提高电池使用时间，最大化驱动电机的效能。
随着技术的不断发展，纯电动汽车驱动电机和控制系统也在不断地升级改进。
新能源汽车的动力系统和电机控制
新能源汽车的动力系统和电机控制新能源汽车成为了当前的热门话题，因为它们在减少环境污染和提高能源利用效率方面具有巨大的潜力。
而新能源汽车的核心就是动力系统和电机控制。
本文将重点探讨新能源汽车动力系统和电机控制的关键技术和发展趋势。
一. 新能源汽车动力系统概述新能源汽车动力系统是指整个车辆的动力来源和传输系统，包括发动机（或电机）、传动系统、能量转换和储存装置等。
与传统燃油汽车不同，新能源汽车采用电动机驱动，能量来源主要是电能，同时也可以利用燃料电池等进行能源转化。
二. 电机控制技术的重要性电机控制技术在新能源汽车中扮演着至关重要的角色，它直接影响着汽车的性能和驾驶体验。
一个高效且稳定的电机控制系统能够提高车辆的能源利用效率，降低能耗，同时也能够提升汽车的驾驶性能和安全性。
三. 电机控制策略在新能源汽车中，电机控制策略起着决定性的作用。
电机控制策略可以分为驱动控制策略和能量管理控制策略两个方面。
1. 驱动控制策略驱动控制策略主要包括电机起动、加速、减速和制动等方面的控制。
其目的是根据驾驶员的需求，使电机能够提供适当的扭矩和功率输出，实现车辆的平稳驱动。
2. 能量管理控制策略能量管理控制策略主要包括电机调速、能量回收和能量储存等方面的控制。
通过对电机输出功率进行精确控制和调整，能够实现能量的高效利用，延长电池的寿命，并且实现能量的回收和再利用。
四. 动力系统优化设计为了实现新能源汽车动力系统的高效性能和稳定运行，还需要对整个动力系统进行优化设计。
主要包括电机参数的选择、电机系统的匹配以及系统的控制策略优化等方面。
1. 电机参数选择电机参数选择涉及到电机类型、功率、转速范围等方面的考虑。
根据汽车的用途和性能要求，选择适当的电机参数可以提高动力系统的效率和可靠性。
2. 电机系统匹配电机系统匹配主要包括电机与电池组之间的匹配和电机与传动系统之间的匹配。
通过合理匹配可以提高整个动力系统的传动效率，降低功耗和能源损失。
4新能源汽车驱动电机及控制系统 PPT
的环境大致相同, 所以要求在设计时充分考虑密封的问题, 防止 灰尘和水汽侵入电动机, 另外还要考虑电动机的散热性能。
（3）抗振动性 由于直流电动机具有较重的电枢, 所以在颠簸的路况行驶时,
车辆振动会影响到轴承所承受的机械应力, 对这个应力进行监 控和采取相应的对策是很有必要的。 同时由于振动, 很容易影 响到換向器和电刷的滑动接触, 因此必须采取提高电刷弹簧预 紧力等措施。
3.电机及分类
4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
（2）各种驱动电机的基本性能比较
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
5.电机中所用的材料
电机中使用的材料主要包括:导电材料、导磁材料、绝缘 材料、结构材料等。导电材料为紫铜线、铝线，用于制成电 机绕组。导磁材料主要是0.35或0.5mm厚的硅钢片叠成,构成 电机磁路。绝缘材料用来把导电体之间、导电体与铁磁体之 间绝缘开来，绝缘等级与允许温度对应关系如表4-3所示。结 构材料是制造电机所需要的其它金属材料。
4.2 直流电机
直流电机由于存在调速性能好、过载能力强、控制简 单等优势，曾在调速电机领域独占鳌头，20世纪70年代前， 对调速性能要求较高场合均采用直流电机。也是电动车辆 应用最早较广泛的电机。但由于存在换向火花、电刷磨损 及电机本身结构复杂等问题，随着交流变频调速技术发展， 交流调速电机后来居上。目前城市无轨电车和电动叉车等 场合还较多采用直流驱动系统虽直流电机应用在逐年减少， 但它包含了电力调速系统最基础的理论，即仍有必要来分 析讨论。并对由蓄电池提供直流电源的车辆，也有可能设 法以适当简化驱动器来降低成本。
（4）易磨损 由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护
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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。
10.结构简单，适合大批量生产，使用维修方便，价格便宜等。
4. 不同类型的电机
1.直流电动机 有刷直流电动机的主要优点是控制简单、技术成熟。具有交流电机不可
电源（蓄电池）
变速杆
加速踏板 控制器 制动踏板
功率转换器
电动机
各种检测传感器
控制信号流向
动力电源流向
电机驱动系统基本组成框图
2. 电机的基本概念
1.电机 电机，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的电磁装置。它的
主要作用是产生驱动转矩，作为车用电器或各种机械的动力源。通常 指电动机与发电机。 2.电机的关键参数： 转速 ：额定转速：是指在额定功率下电机的转速。单位为 。 电机转矩 ：电机扭矩即电动机的输出扭矩，为电动机的基本参数之一 。常用单位为 NM。 功率 ：额定功率是指电机在额定电压额定环境等条件下电机轴上的输 出功率。常用单位是 Kw。
2. 电机的基本概念
效率 ：效率指的电机有效输出功率与总功率之率，不同类型电机效率 曲线不同。对于电动汽车而言，电机的效率可以表示为：
汽车启动电机
汽车发电机
3. 新能源汽车对电机的要求
1 .高电压。在允许的范围内，尽可能采用高电压，可以减小电动机的 尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。
3. 新能源汽车对电机的要求
5.电动汽车驱动电动机需要有4至5倍的过载，以满足短时加速行驶与 最大爬坡度的要求，而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。
6.电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能，以 满足多部电动机协调运行，而工业驱动电动机只要求满足某一种特定 的性能。
7.电动机应具有高效率、低损耗，并在车辆减速时，可进行制动能量 回收。
永磁无刷直流电动机的工作原理示意图
4. 不同类型的电机
4. 永磁同步电动机
永磁同步电动机实际上是一种凸极式电动机，一般其在定 子结构上采用与三相交流电动机相似的三相对称绕组，交 流电源通过交—直—交电压型逆变器或直—交电压电压型 逆变器，调制为电压可变化的三相正弦波电压，输入永磁 同步电动机三相对称绕组后，产生三相对称的三相电流， 在正弦波定子电流和正弦波反电动势的作用下，气隙中产 生旋转磁场，带动转子跟随旋转磁场同步旋转。
2 .转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到 800012000r/min，高转速电动机的体积较小，质量较轻，有利于降低装车 的装备质量。
3 .质量轻，体积小。电动机可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机 的质量，各种控制装置和冷却系统的材料等也尽可能选用轻质材料。
4 .电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能，以满足启动 、加速、行驶、减速、制动所需的功率与转矩。能够实现快速充电。
第五章 电动汽车驱动电机及 控制系统
1.电机驱动系统的作用与组成
电动汽车电机驱动系统是新能源汽车的核心技术 之一，它的主要任务是按驾驶员的驾驶意图，将动力 电池的化学能高效地转化为机械能，经过变速器、驱 动轴等机构驱动车轮。电动机驱动系统主要有电动机、 功率器件和控制系统组成。
1.电机驱动系统的作用与组成
4. 不同类型的电机
4. 永磁同步电动机
定子铁芯与 绕组
装在机座里的定子
4. 不同类型的电机
4. 永磁同步电动机——工作原理
4. 不同类型的电机
4. 永磁同步电动机
ns
S
n
T
N
永磁同步电动机的结构示意图 三相永磁同步电动机工作原理示意图
4. 不同类型的电机
5.开关磁阻电动机 开关磁阻电动机是一种新型电动机，该系统具有很多明显的特点：它
2.交流三相感应电动机 交流三相感应电动机是应用得最广泛的电动机。其定子和转子采用硅
钢片叠压而定子之间没有相互接触的滑环、换向器等部件。结构简单 ，运行可靠，经久耐用。 交流感应电动机的功率覆盖面很宽广，转速达到12000～15000r/min。 可采用空气冷却或液体冷却方式，冷却自由度高。 对环境的适应性好，井能够实现再生反馈制动。与同样功率的直流电 动机相比较，效率较高，质量减轻一半左右，价格便宜，维修方便。
4. 不同类型的电机
3. 永磁无刷直流电动机
永磁无刷直流电动机的工作原理是利用电动机转子位置传感器输出信号控制 电子换向线路去驱动逆变器的功率开关器件，使电枢绕组依次通电，从而在 定子上产生跳跃式的旋转磁场，拖动电动机转子旋转。同时，随着电动机转 子的转动，转子位置传感器又不断送出位置信号，以不断的改变电枢绕组的 通电状态，使得在某一磁极下导体中的电流方向保持不变，这样电动机就旋 转起来了。