4新能源汽车驱动电机及控制系统PowerPoint 演示文稿
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人民大2024新能源汽车驱动电机与控制系统 PPT课件第五章电动汽车驱动电机传感器
➢ （二）技能目标
➢ 会进行旋变传感器静态测试和动态测试； ➢ 能够对驱动电机绕组进行温度传感器的检测；
课程：智能座舱系统测试装调（高级）
4
二、任务导入
您知道电动汽车驱动电机常见传感器类型吗？ 对驱动电机的传感器的功能您了解多吗？ 如何测试驱动电机的传感器？
5 任务5：电动汽车驱动电机传感器模块
三、任务资讯
22
EU260则安装了3个电机温度传感器。
（二）电机温度传感器
（二）电机温度传感器工作原理 不同车型的驱动电机，温度传感器的规格也是不一样的。 有正温度系数，也有负温度系数（NTC）的驱动电机温度 传感器。负温度系数传感器的电阻会随着温度的升高而降 低，负温度系数传感器的代表性车型为吉利EV300/EV450 和比亚迪e5。正温度系数传感器的电阻值会随着温度的升 高而增加，随着温度的降低而减小，代表性车型为北汽 EU260。 驱动电机温度传感器通常被放置在定子绕组内部，数量为 2-3个，分别是U相温度传感器、V相温度传感器、W相温 度传感器。例如，宝马i3后轮驱动电动汽车装备了2个温度 传感器，吉利EV300/450安装了2个温度传感器，北汽
16 任务5：电动汽车驱动电机传感器模块
（一）转速位置传感器
4.磁阻式旋转变压器的三个绕组： 磁阻式旋转变压器有三个绕组，包括有一个激励线圈、 两个正交的感应线圈等三组线圈，对外共有6条引线。激 励线圈接受输入的正弦型激励电流，激磁频率通常有 400Hz、3 000Hz及5 000Hz等多种。正交的两个感应线 圈，依据旋变的转子、定子的相互位置关系，调制出具 有sin正弦和cos余弦包络的检测信号。如果激励信号是 sinωt，转子与定子间的角度为θ，则正弦信号为 sinωt×sinθ，而余弦信号则为sinωt×cosθ。根据sin、 cos信号和原始的激励信号，通过必要的检测和比较电路 即可高分辨率地检测出转子位置。
➢ 会进行旋变传感器静态测试和动态测试； ➢ 能够对驱动电机绕组进行温度传感器的检测；
课程：智能座舱系统测试装调（高级）
4
二、任务导入
您知道电动汽车驱动电机常见传感器类型吗？ 对驱动电机的传感器的功能您了解多吗？ 如何测试驱动电机的传感器？
5 任务5：电动汽车驱动电机传感器模块
三、任务资讯
22
EU260则安装了3个电机温度传感器。
（二）电机温度传感器
（二）电机温度传感器工作原理 不同车型的驱动电机，温度传感器的规格也是不一样的。 有正温度系数，也有负温度系数（NTC）的驱动电机温度 传感器。负温度系数传感器的电阻会随着温度的升高而降 低，负温度系数传感器的代表性车型为吉利EV300/EV450 和比亚迪e5。正温度系数传感器的电阻值会随着温度的升 高而增加，随着温度的降低而减小，代表性车型为北汽 EU260。 驱动电机温度传感器通常被放置在定子绕组内部，数量为 2-3个，分别是U相温度传感器、V相温度传感器、W相温 度传感器。例如，宝马i3后轮驱动电动汽车装备了2个温度 传感器，吉利EV300/450安装了2个温度传感器，北汽
16 任务5：电动汽车驱动电机传感器模块
（一）转速位置传感器
4.磁阻式旋转变压器的三个绕组： 磁阻式旋转变压器有三个绕组，包括有一个激励线圈、 两个正交的感应线圈等三组线圈，对外共有6条引线。激 励线圈接受输入的正弦型激励电流，激磁频率通常有 400Hz、3 000Hz及5 000Hz等多种。正交的两个感应线 圈，依据旋变的转子、定子的相互位置关系，调制出具 有sin正弦和cos余弦包络的检测信号。如果激励信号是 sinωt，转子与定子间的角度为θ，则正弦信号为 sinωt×sinθ，而余弦信号则为sinωt×cosθ。根据sin、 cos信号和原始的激励信号，通过必要的检测和比较电路 即可高分辨率地检测出转子位置。
新能源汽车驱动电机及其控制ppt课件
应用：大功率、低速车辆，尤其是驱动系统功率需求较大的大型电动客车、特 斯拉等（矢量变频控制，缩小与同步电机差距），调速范围大
3、永磁同步电机
优点：小体积、轻量化、功率密度高，能耗小20%；缺点：成本高。应用广泛
4、开关磁阻电机
优点：结构简单，效率高（>85%）,成本低，调速灵活（可以通过改变电压， 导通和关断角度，拥有很好的调速范围和能力）；缺点：转矩脉动较大，噪音 大。在电动汽车上在试验阶段
2023/12/22
48
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
2023/12/22
49
电机检测与故障分析（比亚迪e5）
2023/12/22
50
电机检测与故障分析（知豆D2）
2023/12/22
51
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输入简单的文字
这里输入简单的文字概述 以往我们只是用颜色的深浅、形状的大小以及字体的 不同来突出某些重要内容，这有一个很大的弊端，就 是要强调的内容会一直处于强调地位，当我们讲述别 的内容时，它会分散观众的视线；强调动画，通过对 象的放大、缩小、闪烁、变色等动作实现强调效果， 并能够让演示者自如控制，强调过后自动回复到初始 状态。与那些戛然而止的PPT相比，加一个简单的片 尾动画将收到意想不到的效果：一是作为礼貌，提醒 大家演示结束，并给人一定的缓冲时间，准备接下来 的活动；二是与片头动画相呼应，做到有始有终，避 免给人虎头蛇尾的印象。
新能源汽车驱动电机及其控制培训课件(ppt 54页)
应用：大功率、低速车辆，尤其是驱动系统功率需求较大的大型电动客车、特 斯拉等（矢量变频控制，缩小与同步电机差距），调速范围大
3、永磁同步电机
优点：小体积、轻量化、功率密度高，能耗小20%；缺点：成本高。应用广泛
4、开关磁阻电机
优点：结构简单，效率高（>85%）,成本低，调速灵活（可以通过改变电压， 导通和关断角度，拥有很好的调速范围和能力）；缺点：转矩脉动较大，噪音 大。在电动汽车上在试验阶段
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。
2020/4/20
7
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
8
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
9
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
10
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
11
汽车驱动电机概述—电机控制系统
2020/4/20
4
汽车驱动电机概述—驱动电机的特性 （1）体积小，质量轻，功率密度大； （2）效率高，高效区广； （3）恒功率范围广； （4）高安全性、舒适性； （5）可有效回收能量
2020/4/20
5
汽车驱动电机概述—电机分类
正弦波无刷直流电机（BLAC）=三相交流永磁同步电机（PMSM）
2020/4/20
小结
•本节讲述了驱动电机的类型及电机控制系统的总 体结构，本节需要注意的是电机控制系统总体构造。
2020/4/20
12
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
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
2020/5/30
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
2020/5/30
41
逆变器的结构原理
2020/5/30
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。
2020/5/30
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
40
逆变器的结构原理
2020/2/6
41
逆变器的结构原理
2020/2/6
42
逆变器的结构原理
2020/2/6
43
逆变器的结构原理
2020/2/6
44
逆变器的结构原理
2020/2/6
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
2020/2/6
46
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
47
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
车用驱动电机原理与控制基础PPT课件(200页)
10
2. 磁通量、高斯定理
2.1.1 磁场及其度量
定义通过面的磁通量为
= ∙ = cos
图2-1 通过平面的磁通量
在国际单位制中，的单位为韦伯（Wb），有1Wb＝1T・m2 。
通过任意曲面的磁通量为
.
.
.
= ඵ d = ඵ ∙ d = ඵ cosd
上式说明，安培力是作用在整个载流导线上，而不是集中作用于一
点的。
图2-7 载流导线在磁场中受力
15
2.2.1 法拉第电磁感应定律/楞次定律
2.2 电磁感应
法拉第电磁感应定律可表述为：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，无论这种变化是什么原因引
起的，回路中都会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过该回路的磁通量随时间的变化率成正比。
.
∙ d = න d =
得到：
= 0
14
1. 洛伦兹力； 2. 安培力
2.1.3 （电）磁力
运动的电荷在磁场中受到力的作用，即所谓的洛伦兹力。
= ×
图2-6 带电粒子在磁场中受力
有限长载流导线所受的安培力，等于各电流元所受安培力的矢量叠
加，即
.
= න d ×
闭合回路中感应电流产生的磁通总是反抗回路中原磁通的变化，这一规律称为楞次定律。
机MG2（或者MG1）同时驱动汽车。THS属于功率分
流混合动力，通过电动机或发动机控制其转矩比例，
从而实现传动比的无级调节，所以THS又被称为电动
无级变速器。
6
1.3 车用驱动电机的典型应用
图1-8 “三合一”电驱动总成
三合一纯电驱动总成
《新能源汽车驱动电机及控制技术》课件——4.能量传递和冷却系统
（2）控制器局域网络（CAN）是一 种用于汽车电子控制装置之间交换 信息的串行通信网络，它属于现场 总线的范畴，是国际上应用最广泛 的现场总线之一。
（3）本地互联网络（local interconnect network，简称LIN） 是一种低成本的串行通信网络， 用于实现分布式电子系统控制， 是对现有汽车网络（如CAN）的 一种补充。
相关知识
4.1.1 能量传递系统的组成
2）变速器控制单元（TCU）
变速器控制单元（transmission control unit，简称TCU）是用 于控制变速器工作方式的电子装置。TCU是以单片机为核心，由 电源电路、检测电路、通信电路、驱动电路等组成。电源电路 为TCU提供电源，检测电路用于接收传感器的信号，通信电路负 责与VCU保持信息交流，驱动电路直接控制变速器运行，而单片 机负责调控所有电路。
相关知识
4.1.1 能量传递系统的组成
1）变速器 变速器介于驱动电机和驱动半轴之间，主要由主轴、副轴、差速器、箱体等组成。
又称输入轴，是动力进齿轮传递给副轴，带动副轴运动。
又称中间轴，是连接主轴与差速器，将能量从主轴传递给变速器的轴。
相关知识
• 驱动电机、发动机等发挥产生转矩 的作用;
• 变速器、驱动半轴、传动轴等发挥 传递转矩的作用。
• 相较于传统汽车的能量传递系统， 新能源汽车的能量传递系统具有 以下特点： 一是在组件的连接方式方面， 电气连接，部分地取代了机械 连接； 二是驱动电机输出的转矩、转 速之间具有特定的关系，非常 符合车辆驱动的需求，因此新 能源汽车对变速器功能的要求 降低。
相关知识
4.1.1 能量传递系统的组成
驻车电机：在P挡下可将差速器的输出轴锁定在 变速器箱体上的机构。退出P挡后，驻车电机通 电并转动，可解除对变速器的锁止。
4新能源汽车驱动电机及控制系统 PPT
（2）环境适应性 直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时
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
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
4新能源汽车驱动电机及控制系统教学文稿
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 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。
第四章 驱动电机及控制系统
（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。
4新能源汽车驱动电机及控制系 统
第四章 驱动电机及控制系统
驱动电机系统是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定 了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用 户驾乘感受。可见，驱动电机系统是纯电动汽车中十分重要 的部件。
驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器构成，通过 高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接.
第四章 驱动电机及控制系统
4.2 交流感应电动机
1. 交流感应电动机基本结构
图4-8交流感应电动机结构
第四章 驱动电机及控制系统
1）定子部分 定子部分由定子铁芯、定子绕组、机座三部分构 成。定子铁心压装在机座内，是电机磁路的一部分，铁芯用 0.5 mm硅钢片叠成，以减少铁心损耗；叠片内圆冲有槽，以 嵌放定子(电枢)绕组。定子绕组是电机的电路部分，按一定规 律连接而成的三相对称绕组，嵌放在定子铁心槽内。机座用来 固定和支撑定子铁心，一般不作为工作磁路的组成部分，所以 大多数采用铸铁铸造而成，也可以用铸铝或铜制成。中小电机 用铸铁机座，大型电机用钢板焊接而成。
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- 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)。
300-500 94-95 90-92 82-85 1：5
12000-20000 好 好 中 中
永磁同步电动机 高 300
95-97 97-85 90-93 1：2.25 4000-10000 优良 一般
小 轻
开关磁阻电机 较高
300-500 90
78-86 60-65 1：3 可以大于15000
好 优良
第四章 驱动电机及控制系统
第四章 驱动电机及控制系统
3.电机及分类
第四章 驱动电机及控制系统
4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
第四章 驱动电机及控制系统
序号 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
13
性能指标
定义
额定电压
在额定工况运行时，电机定子绕组应输入的线电压。
额定电流
在额定电压下，电机轴上输出的机械功率为额定功率时，电机定子绕
第四章 驱动电机及控制系统
1.直流电动机的特点 （1） 调速性能好
直流电动机可以在重负荷条件下, 实现平滑的无级调速, 而且调速范围较宽 。 （2）起动转矩大
可以均匀且经济地实现转速调节, 因此,凡是在重负荷下 起动或是要求均匀调节转速的机械, 都可以使用直流电动机。 （3）控制简单
一般用斩波器控制, 具有效率高、控制灵活、质量和体积 小、响应速度快等优点。 （4）易磨损
（2）各种驱动电机的基本性能比较
项目 功率密度 过载能力（%） 峰值效率（%） 负荷效率（%） 功率因数（%） 恒功率区 转速范围（rpm） 可靠性 结构的坚固性 电机的外形尺寸 电机质量
直流电动机 低 200
85-89 80-87 ------------4000-小 轻
第四章 驱动电机及控制系统
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。
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机 控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的 怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机 控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障 检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。
第四章 驱动电机及控制系统
2.电动汽车对驱动电机性能的要求
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 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。
第四章 驱动电机及控制系统
（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。
第四章 驱动电机及控制系统
第四章 驱动电机及控制系统
4.1 驱动电机及控制系统概述
第四章 驱动电机及控制系统
驱动电机系统是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定 了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用 户驾乘感受。可见，驱动电机系统是纯电动汽车中十分重要 的部件。
驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器构成，通过 高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接.
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
（1）结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高 纯电动汽车的整车布置空间有限，因此要求电机的结构尽 量紧凑，便于安装布置。 （2）可靠性要求高 能够在恶劣的条件下可靠工作，电机应具有较高的可靠性 耐温和耐蚀性，并且能够在较恶劣的条件下长期使用。 （3）重量轻、效率高、高效区广 驱动电机重量轻有利于降低整车的重量，延长汽车续航里 程。电机可通过采用铝合金外壳等途径降低其重量，各种 控制装置和冷却系统的材料也尽可能选用轻质材料。 （3）低噪音、低振动、舒适性强 为了满足驾驶舒适性的要求，要求电机低噪音，低振动。
由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护 或更換。
第四章 驱动电机及控制系统
2.新能源汽车直流电动机的性能要求 （1）低能耗性
为了延长一次充电续驶里程以及抑制电动机的温升、 尽量 保持低损耗和高效率成为直流电动机的重要特性 。 近年来, 由 于稀土系列永磁体的研究开发, 直流电动机的效率已明显提高, 能耗明显减低。 （2）环境适应性
绝缘等级
A
E
B
F
H
允许温度 OC 105
120
130
155
180
第四章 驱动电机及控制系统
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。
峰值转矩
电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。
堵转转矩
电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测的值
机械效率
在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输入
到电机定子绕组上的功率之比值。
电机及控制器整 电机转轴输出功率除以控制器输入功率
体效率
温升
电机在运行时允许升高的最高温度。
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12000-20000 好 好 中 中
永磁同步电动机 高 300
95-97 97-85 90-93 1：2.25 4000-10000 优良 一般
小 轻
开关磁阻电机 较高
300-500 90
78-86 60-65 1：3 可以大于15000
好 优良
第四章 驱动电机及控制系统
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3.电机及分类
第四章 驱动电机及控制系统
4.驱动电机主要性能指标及特点 （1）主要性能指标
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序号 1 2
3 4 5 6 7 8 9 10 11
12
13
性能指标
定义
额定电压
在额定工况运行时，电机定子绕组应输入的线电压。
额定电流
在额定电压下，电机轴上输出的机械功率为额定功率时，电机定子绕
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1.直流电动机的特点 （1） 调速性能好
直流电动机可以在重负荷条件下, 实现平滑的无级调速, 而且调速范围较宽 。 （2）起动转矩大
可以均匀且经济地实现转速调节, 因此,凡是在重负荷下 起动或是要求均匀调节转速的机械, 都可以使用直流电动机。 （3）控制简单
一般用斩波器控制, 具有效率高、控制灵活、质量和体积 小、响应速度快等优点。 （4）易磨损
（2）各种驱动电机的基本性能比较
项目 功率密度 过载能力（%） 峰值效率（%） 负荷效率（%） 功率因数（%） 恒功率区 转速范围（rpm） 可靠性 结构的坚固性 电机的外形尺寸 电机质量
直流电动机 低 200
85-89 80-87 ------------4000-小 轻
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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。
整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机 控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的 怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。电机 控制器另一个重要功能是通信和保护，实时进行状态和故障 检测，保护驱动电机系统和整车安全可靠运行。
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2.电动汽车对驱动电机性能的要求
直流电动机作为新能源汽车的驱动电机时, 与在室外使用时 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。
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（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。
第四章 驱动电机及控制系统
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4.1 驱动电机及控制系统概述
第四章 驱动电机及控制系统
驱动电机系统是车辆行驶的主要执行机构，其特性决定 了车辆的主要性能指标，直接影响车辆动力性、经济性和用 户驾乘感受。可见，驱动电机系统是纯电动汽车中十分重要 的部件。
驱动电机系统由驱动电机、驱动电机控制器构成，通过 高低压线束、冷却管路，与整车其它系统作电气和散热连接.
组通过的线电流值。
额定转速
在额定电压输入下以额定功率输出时对应的电机最低转速。
额定功率
额定条件下，电机轴上输出的机械功率。
峰值功率
在规定的时间内，电机允许输出的最大功率。
最高工作转速 相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。
最高转速
在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速。
额定转矩
电机在额定功率和额定转速下的输出转距。
（1）结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高 纯电动汽车的整车布置空间有限，因此要求电机的结构尽 量紧凑，便于安装布置。 （2）可靠性要求高 能够在恶劣的条件下可靠工作，电机应具有较高的可靠性 耐温和耐蚀性，并且能够在较恶劣的条件下长期使用。 （3）重量轻、效率高、高效区广 驱动电机重量轻有利于降低整车的重量，延长汽车续航里 程。电机可通过采用铝合金外壳等途径降低其重量，各种 控制装置和冷却系统的材料也尽可能选用轻质材料。 （3）低噪音、低振动、舒适性强 为了满足驾驶舒适性的要求，要求电机低噪音，低振动。
由于存在电刷、 换向器等易损件, 所以必须进行定期维护 或更換。
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2.新能源汽车直流电动机的性能要求 （1）低能耗性
为了延长一次充电续驶里程以及抑制电动机的温升、 尽量 保持低损耗和高效率成为直流电动机的重要特性 。 近年来, 由 于稀土系列永磁体的研究开发, 直流电动机的效率已明显提高, 能耗明显减低。 （2）环境适应性
绝缘等级
A
E
B
F
H
允许温度 OC 105
120
130
155
180
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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。
峰值转矩
电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。
堵转转矩
电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测的值
机械效率
在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输入
到电机定子绕组上的功率之比值。
电机及控制器整 电机转轴输出功率除以控制器输入功率
体效率
温升
电机在运行时允许升高的最高温度。
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