新能源汽車電機詳解ppt課件

1、新能源汽車電機詳解（2）2019年電機主要供應(yīng)商介紹電機詳解CONTENTS電機主要供應(yīng)商介紹 西門子（SIEMENS） 大陸集團（Continental） 日立（HITACHI） 比亞迪（BYD）/014電機主要供應(yīng)商介紹西門子（西門子（SIEMENS）創(chuàng)立于1847年的德國西門子股份公司，該公司專注于電氣化、自動化和數(shù)字化的電子電氣工程領(lǐng)域讓電動交通變?yōu)楝F(xiàn)實：130多年前維爾納馮西門子（Werner von Siemens）建造了第一條電氣鐵路，此后西門子的電氣驅(qū)動成功在各個行業(yè)中站穩(wěn)腳跟。如今，西門子為純電動和混合動力汽車開發(fā)出了創(chuàng)新零部件從電機到充電技術(shù)，西門子將在電氣驅(qū)動技術(shù)方面的悠

2、久歷史引入了電動汽車業(yè)5電機主要供應(yīng)商介紹西門子（西門子（SIEMENS）西門子的產(chǎn)品著重于使用電力以及混合動力驅(qū)動的電機，功率范圍從30 kW 到 170 kWSIVETEC 感應(yīng)電機，通過創(chuàng)新，SIVETEC 感應(yīng)電機達(dá)到更高的功率密度，可到95%SIVETEC 永磁電機，永磁同步電機能效高達(dá) 96%，是空間狹小但動力要求高的應(yīng)用的最佳解決方案該公司合作企業(yè)為法雷奧、上海申沃客車、綠馳汽車、北汽新能源、沃爾沃汽車、起亞汽車、大眾汽車、威馬汽車6電機主要供應(yīng)商介紹大陸集團（大陸集團（Continental）創(chuàng)始于1871年，是具有百年歷史的跨國性企業(yè)集團，全球500強，是世界領(lǐng)先的汽車配套產(chǎn)

3、品供應(yīng)商之一該公司總部設(shè)在德國漢諾威。它是世界第四大輪胎制造商，排在普利司通，米其林和固特異之后。他的前身是創(chuàng)立于1871年的橡膠制造商，公司主要研究方向汽車業(yè)務(wù)主要集中于汽車輪胎、底盤與安全、車身電子、動力總成等零部件技術(shù)研究7電機主要供應(yīng)商介紹大陸集團（大陸集團（Continental）大陸集團的電機產(chǎn)品有電勵磁同步電機，永磁同步電機（PMSM）和感應(yīng)電機（IM）等。高壓軸驅(qū)動系統(tǒng)將電機、變速箱及功率電子集為一體，能應(yīng)用于從80kW-130kW的所有性能水平，廣泛用于各類車型第三代高壓軸驅(qū)系統(tǒng)是集電機,減速器及逆變器為一體的三合一高度集成設(shè)計。由于集成時省略了部分高壓線纜和接插件,重量減少

4、約30%,成本也相對節(jié)約了20%該公司合作企業(yè)為戴姆勒、百度、蔚來汽車、一汽解放、滴滴出行8電機主要供應(yīng)商介紹日立（日立（HITACHI）日本日立汽車系統(tǒng)有限公司，研究方向致力于家用電器、電腦產(chǎn)品、半導(dǎo)體、產(chǎn)業(yè)機械等產(chǎn)品，是日本最大的綜合電機生產(chǎn)商。早在1999年，日立就已開始將電動車用電機投放市場，迄今為止，其開發(fā)的小型、輕量、高功率電動車用電機產(chǎn)品廣為全球汽車廠商采用日立逐漸從以發(fā)動機為中心，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐噪妱訖C、變頻器為主的電力傳動技術(shù)，幫助混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)、燃料電池車(FCEV)并不斷加速發(fā)展9電機主要供應(yīng)商介紹日立（日立（HITACHI）日立是世界上唯一能夠綜合

5、提供電動機、變頻器、傳動控制器的HEV驅(qū)動系統(tǒng)供應(yīng)商作為綜合驅(qū)動系統(tǒng)的供應(yīng)商，日立實現(xiàn)電動機驅(qū)動力與發(fā)動機驅(qū)動力綜合協(xié)調(diào)控制的電動四輪驅(qū)動系統(tǒng)目前日立的主要產(chǎn)品為永磁同步電機該公司合作企業(yè)為本田、雪佛蘭等10電機主要供應(yīng)商介紹比亞迪（比亞迪（BYD）中國深圳比亞迪股份有限公司，其主要研究方向為在汽車業(yè)務(wù)上，比亞迪專注于在整車制造、模具研發(fā)、車型開發(fā)、新能源等方面的技術(shù)研究；同時，設(shè)立中央研究院、汽車工程研究院以及電力科學(xué)研究院，負(fù)責(zé)高科技產(chǎn)品和技術(shù)的研發(fā)，以及產(chǎn)業(yè)和市場的研究等比亞迪“542”技術(shù)體系：0-100公里/小時 加速時間5秒以內(nèi)；四驅(qū)操控，多種驅(qū)動；百公里油耗小于2升最強勁模式：四

6、驅(qū)+運動+HEV最經(jīng)濟模式：四驅(qū)+經(jīng)濟+EV動力強勁，三擎雙模 四驅(qū)操控，多種驅(qū)動超低能耗，綠色環(huán)保0-100公里/小時 加速時間5秒以內(nèi)極速電四驅(qū)是操控百公里油耗小于2升11電機主要供應(yīng)商介紹比亞迪（比亞迪（BYD）比亞迪研發(fā)和生產(chǎn)的電機是永磁直流電機,在效率以及功率密度方面得到了不小提升,提速性能比異步電動機更快,且結(jié)構(gòu)簡單,維護起來相對容易。但其在技術(shù)儲備、應(yīng)用領(lǐng)域尚未至成熟,永磁同步機：應(yīng)用于比亞迪元EV等車型,峰值功率160kW,峰值扭矩310Nm電機控制技術(shù)：比亞迪驅(qū)動電機采用高性能空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)、可靠性更高的IGBT驅(qū)動保護技術(shù)、高精度旋轉(zhuǎn)解碼器計算電機轉(zhuǎn)子角度位置技術(shù)。通

7、過以上三項自由技術(shù)的應(yīng)用大步提升了比亞迪新能源汽車的安全性、可靠性、穩(wěn)定性該公司合作企業(yè)為騰勢和自己使用電機詳解 電機的概念 直流電機 永磁同步電機/02異步電機開關(guān)磁阻電機13電機詳解什么是電機？什么是電機？所謂電機，就是將電能與機械能相互轉(zhuǎn)化的一種電力元器件。當(dāng)電能被轉(zhuǎn)換成機械能是，電機表現(xiàn)出電動機的工作特性；當(dāng)機械能被轉(zhuǎn)換成電能時，電機表現(xiàn)出發(fā)電機的工作特性。大部分的電動汽車在剎車制動的狀態(tài)下，機械能將被轉(zhuǎn)化成電能，通過發(fā)電機來給電池回饋充電14電機詳解電動汽車上的電機需要滿足哪些特點？電動汽車上的電機需要滿足哪些特點？電機類型直流電機異步電機永磁同步電機開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)速范圍/rpm40

8、00-600012000-20000150004000-10000功率密度低中高較高可靠性一般高高高電機重量重中輕輕電機尺寸大中小小結(jié)構(gòu)堅固性差好好好控制器成本低高高高電機應(yīng)有較高的瞬時功率和功率密度（W/kg）01.最高速度最高速度電機應(yīng)有較高的高低速綜合效率03.變速工作變速工作電機應(yīng)有較強的過載能力并提供較高的轉(zhuǎn)矩04.汽車爬坡汽車爬坡電機應(yīng)具備堅固、可靠，有一定的防塵防水能力06.可靠性可靠性電機應(yīng)有較高的效率02.行駛里程行駛里程電機應(yīng)有較高的轉(zhuǎn)矩相應(yīng)速度05.正常運營正常運營電機應(yīng)降低制造成本07.成本成本15電機詳解直流電機直流電機在電動汽車發(fā)展的早期，大部分電動汽車都采用直流電

9、機作為驅(qū)動電機。這類電機技術(shù)較為成熟，具備控制方式容易，調(diào)速優(yōu)良的特點，曾經(jīng)在調(diào)速電動機領(lǐng)域內(nèi)有著最為廣泛的應(yīng)用但是由于直流電動機機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高受到限制，而且在長時間工作的情況下，電機的機械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗，增加維護成本。此外，電動機運轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，會造成高頻電磁干擾，影響整車其他電器性能。由于直流電動機有著以上缺點，目前的電動汽車已經(jīng)基本將直流電機淘汰電機類型直流電機異步電機永磁同步電機開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)速范圍/rpm4000-600012000-20000150004000-10000功率密度低中高較高可靠性一般高高高電機重量重中輕輕電機

10、尺寸大中小小結(jié)構(gòu)堅固性差好好好控制器成本低高高高16電機詳解永磁同步電機永磁同步電機在新能源汽車領(lǐng)域，永磁同步電機被廣泛使用。所謂永磁，是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體，使電機的性能得到進(jìn)一步的提升。而所謂同步，則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將最終被控制電機類型直流電機異步電機永磁同步電機開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)速范圍/rpm4000-600012000-20000150004000-10000功率密度低中高較高可靠性一般高高高電機重量重中輕輕電機尺寸大中小小結(jié)構(gòu)堅固性差好好好控制器成本低高高高一塊條形的磁鐵，他的磁力線總是從一

11、塊條形的磁鐵，他的磁力線總是從北極（紅色北極（紅色N）出發(fā)繞了一圈回到南極）出發(fā)繞了一圈回到南極（藍(lán)色（藍(lán)色S）17電機詳解永磁同步電機永磁同步電機由于磁力線方向總是這樣，同時異極由于磁力線方向總是這樣，同時異極相吸。當(dāng)在它的上方放上另外一支磁鐵相吸。當(dāng)在它的上方放上另外一支磁鐵的時候，在磁力力矩作用下，上方的磁的時候，在磁力力矩作用下，上方的磁鐵就會旋轉(zhuǎn)，最終上方磁鐵的北極靠近鐵就會旋轉(zhuǎn)，最終上方磁鐵的北極靠近下方磁鐵南極；而上方磁鐵南極則靠近下方磁鐵南極；而上方磁鐵南極則靠近下方磁鐵北極?？梢赃@么理解，磁力線下方磁鐵北極。可以這么理解，磁力線由于希望盡量的短，則必須使得異極足由于希望盡量的

12、短，則必須使得異極足夠靠近，從而使得上方磁鐵轉(zhuǎn)動夠靠近，從而使得上方磁鐵轉(zhuǎn)動根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理可以知道線根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理可以知道線圈通上電之后就會產(chǎn)生類似條形磁鐵的圈通上電之后就會產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場。而處于線圈產(chǎn)生的磁場中的磁鐵磁場。而處于線圈產(chǎn)生的磁場中的磁鐵也會受到磁力的作用而趨向于異極相吸也會受到磁力的作用而趨向于異極相吸的效果的效果18電機詳解永磁同步電機永磁同步電機假設(shè)一組線圈（綠色組）通電，那么假設(shè)一組線圈（綠色組）通電，那么通電后可以看作是一個豎直的線圈通電，通電后可以看作是一個豎直的線圈通電，那么它將產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場，因那么它將產(chǎn)生類似條形磁鐵的磁場，因此，

13、當(dāng)線圈通電時候則就相當(dāng)于定子上此，當(dāng)線圈通電時候則就相當(dāng)于定子上放了一根條形磁鐵放了一根條形磁鐵剛才只是一組線圈通電，當(dāng)加多到三剛才只是一組線圈通電，當(dāng)加多到三組線圈的磁場后，就相當(dāng)于三根條形磁組線圈的磁場后，就相當(dāng)于三根條形磁鐵成鐵成“米米”字型放在定子內(nèi)部。當(dāng)三組線字型放在定子內(nèi)部。當(dāng)三組線圈依次通電時候，就會產(chǎn)生不斷旋轉(zhuǎn)的圈依次通電時候，就會產(chǎn)生不斷旋轉(zhuǎn)的磁場磁場19電機詳解永磁同步電機永磁同步電機注：在這里大家請注意，由于磁力的作注：在這里大家請注意，由于磁力的作用是瞬間的，因此在線圈發(fā)生變化時候，用是瞬間的，因此在線圈發(fā)生變化時候，磁鐵能夠馬上受力。這就引出了一個詞磁鐵能夠馬上受力。

14、這就引出了一個詞語語“同步同步”。同步的意思就是磁場。同步的意思就是磁場發(fā)生改變的瞬間能夠馬上產(chǎn)生跟隨的趨發(fā)生改變的瞬間能夠馬上產(chǎn)生跟隨的趨勢以及力量，所以這也是為什么稱這種勢以及力量，所以這也是為什么稱這種電機為同步電機。電機為同步電機?！巴酵健倍旨仁沁@樣二字既是這樣得來，因為他能夠始終跟隨著線圈的變得來，因為他能夠始終跟隨著線圈的變化而變化，和線圈中的磁場變化是同步化而變化，和線圈中的磁場變化是同步狀態(tài)的狀態(tài)的在不斷旋轉(zhuǎn)的磁場中，放上一根條形磁鐵，那么條形持鐵就會由于磁力矩的作用，跟著旋轉(zhuǎn)的磁場發(fā)生轉(zhuǎn)動在不斷旋轉(zhuǎn)的磁場中，放上一根條形磁鐵，那么條形持鐵就會由于磁力矩的作用，跟著旋轉(zhuǎn)的

15、磁場發(fā)生轉(zhuǎn)動20電機詳解永磁同步電機永磁同步電機三組線圈依次通電形成了旋轉(zhuǎn)的磁場，但是這個磁場并不平順，因為線圈在切換通電過程中磁力會發(fā)生變化。三組線圈依次通電形成了旋轉(zhuǎn)的磁場，但是這個磁場并不平順，因為線圈在切換通電過程中磁力會發(fā)生變化。同時如果定子只有一根磁鐵，那受到的力很小以外，也因為磁極分布不均勻（只有對角線兩個方向），同樣使同時如果定子只有一根磁鐵，那受到的力很小以外，也因為磁極分布不均勻（只有對角線兩個方向），同樣使得受力是不平順的波浪形。因此為了解決這個問題，將更多根磁鐵（這里是得受力是不平順的波浪形。因此為了解決這個問題，將更多根磁鐵（這里是4根）放在定子上組成定子磁組，這根）

16、放在定子上組成定子磁組，這樣就形成了一個樣就形成了一個SN極間隔的永磁轉(zhuǎn)子。這個時候三組線圈都在不停地變化著通電的方向（注意，不是斷開綠組極間隔的永磁轉(zhuǎn)子。這個時候三組線圈都在不停地變化著通電的方向（注意，不是斷開綠組接通藍(lán)組那種通斷的形式），使得定子產(chǎn)生三個不斷變化的磁場，而處于磁場中的轉(zhuǎn)子由于任意方向都有磁鐵接通藍(lán)組那種通斷的形式），使得定子產(chǎn)生三個不斷變化的磁場，而處于磁場中的轉(zhuǎn)子由于任意方向都有磁鐵受力，因此這就使得轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)起來受力，因此這就使得轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)起來注：在再來說一下注：在再來說一下“永磁永磁”的由來，剛才的由來，剛才已經(jīng)說了，轉(zhuǎn)子是類似多根條形磁鐵組已經(jīng)說了，轉(zhuǎn)子是

17、類似多根條形磁鐵組裝而成的一個裝而成的一個SN極間隔的磁鐵。線圈極間隔的磁鐵。線圈的磁場會因為斷電而消失，但是轉(zhuǎn)子卻的磁場會因為斷電而消失，但是轉(zhuǎn)子卻是磁性很強的磁鐵組成，磁場并不會消是磁性很強的磁鐵組成，磁場并不會消失，因此他的磁場理論上可以長久存在，失，因此他的磁場理論上可以長久存在，因此稱之為因此稱之為永磁（雖然隨著時間的永磁（雖然隨著時間的流逝磁場會逐漸消失，但是速度也是很流逝磁場會逐漸消失，但是速度也是很慢的）慢的）21電機詳解永磁同步電機永磁同步電機與其他類型的電機相比較，永磁同步電機的最大優(yōu)點就是具有較高的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度，說白了，就是相比于其他種類的電機，在相同質(zhì)量與體積下，

18、永磁同步電機能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。這也是在對空間與自重要求極高的新能源汽車行業(yè)，為什么永磁同步電機是廣大汽車制造商首選的主要原因但是，永磁同步電機也有自身的缺點。轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象，所以在相對復(fù)雜的工作條件下，電機容易發(fā)生損壞。而且永磁材料價格較高，因此整個電機及其控制系統(tǒng)成本較高優(yōu)點優(yōu)點效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、承載轉(zhuǎn)矩大缺點缺點成本較高、穩(wěn)定性不強、高溫下磁性衰退22電機詳解異步電機異步電機異步電動機又稱“感應(yīng)電動機”，即轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動1888年，著名的塞爾維

19、亞裔美籍物理學(xué)家尼古拉特斯拉(Nikola Tesla)在美國取得了感應(yīng)電動機的專利。大家熟悉的特斯拉電動跑車就是以他命名的，尼古拉特斯拉或許大家并不熟悉，但是他卻是被西方科學(xué)界的精英人物譽為是唯一堪比達(dá)芬奇并超越愛因斯坦的偉大科學(xué)家。他在科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域取得了大約1000項發(fā)明。著名的特斯拉線圈、特斯拉效應(yīng)、特斯拉變壓器、特斯拉無線系統(tǒng)以及著名的尼亞加拉水電站都出自他的研究電機類型直流電機異步電機永磁同步電機開關(guān)磁阻電機轉(zhuǎn)速范圍/rpm4000-600012000-20000150004000-10000功率密度低中高較高可靠性一般高高高電機重量重中輕輕電機尺寸大中小小結(jié)構(gòu)堅固性差好好好控制

20、器成本低高高高特斯拉使用異步電機，也是對尼古拉特斯拉使用異步電機，也是對尼古拉特斯拉的致敬，特斯拉的致敬，但是最新的但是最新的Model3已經(jīng)采用了永磁同步電機已經(jīng)采用了永磁同步電機23電機詳解異步電機異步電機異步電動將定轉(zhuǎn)子之間靠電磁感應(yīng)作用，在轉(zhuǎn)子內(nèi)感應(yīng)電流以實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的電機。通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組的相對運動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)異步電機是利用電磁感應(yīng)原理，通過定子的三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，并與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。正常情況下，異步電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低或略高于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，因此稱為“異步電機異步電機”同步電機的定子和轉(zhuǎn)子都產(chǎn)生磁場，而異步電機只有定子產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子為閉合電路只有定子產(chǎn)生磁場同步電機轉(zhuǎn)子角速度與電源頻率相同，而異步電機的轉(zhuǎn)子速度無法達(dá)到定子磁場速度轉(zhuǎn)子角速度不同同步電機的轉(zhuǎn)子是磁鐵，永磁同步為永磁結(jié)構(gòu)，而異步電機是金屬的閉合電路定子不是磁鐵異步異步電機電機與同與同步電步電機的機的區(qū)別區(qū)別24電機詳解異步電機異步電機異步電機的優(yōu)