新能源汽車電機板塊培訓-課件

新能源汽車電機板塊培訓V1.00新能源汽車電機板塊培訓V1.00目錄目錄PAGEDIRECTORY電機介紹02參數(shù)選擇03應用案例04概述011目錄目錄PAGEDIRECTORY電機介紹02參數(shù)選擇0一、概述新能源汽車一般情況下，是將驅動電機取代發(fā)動機，使用電機控制器將電能轉換為機械能來驅動汽車行駛。1、電機驅動系統(tǒng)的定義2一、概述新能源汽車一般情況下，是將驅動電機取代發(fā)動機1、電機驅動系統(tǒng)的定義一、概述電動汽車驅動電機及其控制系統(tǒng)是電動汽車的心臟，是把電能轉化為機械能來驅動車輛的部件。它的任務是在駕駛人的控制下，高效率地將動力電池的能量轉化為車輪的動能，或者將車輪上的動能反饋到動力電池中。電能和機械能的相互轉化在電機轉子和定子間的氣隙形成。

31、電機驅動系統(tǒng)的定義一、概述電動汽車驅動電機及其控2、電機驅動系統(tǒng)的構成新能源汽車電機驅動系統(tǒng)主要由哪些部分組成？機械系統(tǒng)：機械傳動、車輪等電氣系統(tǒng)：電機、功率轉換器、電子控制器一、概述42、電機驅動系統(tǒng)的構成新能源汽車電機驅動系統(tǒng)主要由哪些部分組3、電動汽車驅動原理分類電動汽車：主要以動力電池為能源、全部或部分由電機驅動的汽車。一、概述53、電動汽車驅動原理分類電動汽車：主要以動力電池為能源、全部4、基本結構一、概述并聯(lián)式驅動系統(tǒng)組合驅動方式64、基本結構一、概述并聯(lián)式驅動系統(tǒng)組合驅動方式61、基本組成二、電機介紹電動機是由轉子和定子兩部分組成。轉子：電動機中的旋轉部件，轉子是用來實現(xiàn)機械能與電能的轉換裝置。定子：定子是電動機靜止不動的部分。定子由定子鐵芯、定子繞組和機座三部分組成。定子的主要作用是產生旋轉磁場。71、基本組成二、電機介紹電動機是由轉子和定子兩部分組成。71、基本組成二、電機介紹磁極：作用是建立主磁場，由主磁極鐵心和套裝在鐵心上的勵磁繞組構成。

換向器：換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個小磁極，它的作用是改善直流電機的換向情況，使電機運行時不產生有害的火花。電刷：電樞電路的引入裝置電樞鐵芯：是主磁路的組成部分，又是電樞繞組支撐部分；電樞繞組：由一定數(shù)目的電樞線圈按一定的規(guī)律連接組成，他是直流電動機的電路部分，產生電磁轉矩進行機電能量轉換的部分勵磁：為電機等“利用電磁感應原理工作的電氣設備”提供工作磁場叫勵磁。81、基本組成二、電機介紹磁極：作用是建立主磁場，由主磁極鐵心2、基本特性二、電機介紹額定功率PN：指電機在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運行時，電機的輸出功率。額定電壓UN：指額定狀態(tài)下電樞出線端的電壓。額定電流IN：指電機在額定電壓、額定功率時的電樞電流值。額定轉速nN：指額定狀態(tài)下運行時轉子的轉速。額定勵磁電流If：指電機在額定狀態(tài)時的勵磁電流值。電動機中還有效率ηN存在,即PN＝UNINηN

基本參數(shù)92、基本特性二、電機介紹額定功率PN：指電機在銘牌規(guī)定的額2、性能特性二、電機介紹控制信號流動力電源流向機械方式連接102、性能特性二、電機介紹控制信號流動力電源流向機械方式連接12、性能特性二、電機介紹112、性能特性二、電機介紹113、分類二、電機介紹直流電動機永磁同步電機交流三相感應電動機永磁無刷直流電動機開關磁阻電動機外轉子雙凸極永磁電動機汽車常用電動機：123、分類二、電機介紹直流電動機汽車常用電動機：123、分類二、電機介紹永磁同步電機：現(xiàn)狀：目前在小型電動車及混合動力車中應用較多的電機大型車中也有部分應用案例：豐田的Prius、福田BJ6123EVCA8優(yōu)點：永磁同步電動機具有高的功率/質量比,比其他類型的電動機有更高的效率,更大的輸出轉矩,電動機的極限轉速和制動性能等優(yōu)于其他類型的電動機。結構更加簡單,性能更加可靠、體積更小,質量更輕。缺點：永磁同步電動機的功率范圍較小,最大功率僅為幾十千瓦。永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象,將嚴重降低永磁同步電動機的性能,甚至損壞電動機。大功率永磁同步電機驅動、控制系統(tǒng)復雜，造價較高。133、分類二、電機介紹永磁同步電機：現(xiàn)狀：目前在小型電動車及混3、分類二、電機介紹交流三相感應電機：現(xiàn)狀：在大型純電動汽車中應用較多、歐美小型純電動車中有一定應用案例：宇通公司ZK6100EGAAEV、申沃 SWB6121EV5、BWM的MINIE優(yōu)點：結構簡單,運行可靠,經久耐用。交流三相感應電動機的功率容量覆蓋面很寬廣,轉速高于永磁電機,冷卻自由度高,對環(huán)境的適應性好。價格便宜,維修簡單方便。缺點：耗電量較大,轉子容易發(fā)熱,在高速運轉時需保證對交流三相感應電動機的冷卻。功率因素較低,變頻變壓裝置的輸入功率因素也較低,需要采用大容量的變頻變壓裝置，另外就電機調速性能而言交流機較差。交流三相感應電動機控制系統(tǒng)的造價遠遠高于交流三相感應電動機本身,增加了電動汽車的成本。143、分類二、電機介紹交流三相感應電機：現(xiàn)狀：在大型純電動汽車3、分類二、電機介紹永磁無刷直流電動機：現(xiàn)狀：在電動車中有一定應用。案例：如BWMEI優(yōu)點：沒有勵磁損耗、散熱容易，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。永磁無刷直流電動機與其它電動機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率。缺點：驅動控制系統(tǒng)復雜,造價高。而且永磁電動機受到永磁材料工藝的影響和限制,使得永磁電動機的功率范圍較小，電動機本身價格較高，可靠地控制器價格也較高。153、分類二、電機介紹永磁無刷直流電動機：現(xiàn)狀：在電動車中有一4、直流電機原理二、電機介紹左圖顯示，根據(jù)左手定律，可以判斷出ab段受力方向向左、cd段受力方向向右，從而帶動轉子以逆時針方向進行旋轉；當轉子旋轉180°后，cd段受力方向向左、ab段受力方向向右，轉子仍然維持逆時針方向旋轉。164、直流電機原理二、電機介紹左圖顯示，根據(jù)左手定律，可以判斷4、特點二、電機介紹電動汽車的電機驅動系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)電機驅動系統(tǒng)差別較大，特點如下：

1）以電機轉矩或轉速為控制目標，加速踏板、制動踏板和轉向盤的給定位置是電機轉矩或轉速的目標值，要求轉矩響應快，波動小，穩(wěn)定性好。

2）要求電機具有較寬的調速范圍，最高轉速是基速的2倍以上，電機要能四象限工作。

3）為保證汽車動力性好，要求電機低速大轉矩輸出，并能具有較大的過載距力，較長的過載時間，過載系數(shù)達2倍以上，過載時間達3min以上，為保證最高車速，要求電機基速以上處于一定恒功率輸出。

4）電機驅動系統(tǒng)要求有高的功率密度和寬轉速范圍高效工作區(qū)，系統(tǒng)效率大于80%的轉速區(qū)大于75%。

5）電機驅動系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護。174、特點二、電機介紹電動汽車的電機驅動系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)電機驅動1、設計計算三、參數(shù)選擇以最高車速確定電機額定功率式中:PN———電機額定功率,kW;ηT———傳動系效率;m———最大車重,kg;f———滾動摩擦系數(shù);Cd———風阻系數(shù);A———車輛迎風面積,m2;Umax———最高車速,km/h。以常規(guī)車速確定電機額定轉速式中:nN———電機額定轉速,r/min;ig———傳動比;i0———主減速比;uN———常規(guī)車速,km/h;r———滾動車輪半徑,m。181、設計計算三、參數(shù)選擇以最高車速確定電機額定功率式中:以1、設計計算三、參數(shù)選擇以額定功率/轉速確定電機額定轉矩式中:MN———額定轉矩,N·m。以最大爬坡度確定其短時工作線低速轉矩式中:Ft———電動汽車驅動力,此時也即為車輛所受的阻力;ig———傳動比;i0———主減速比;ηT———傳動系效率;r———滾動車輪半徑,m。式中:PN———電機額定功率,kW;nN———電機額定轉速,r/min;191、設計計算三、參數(shù)選擇以額定功率/轉速確定電機額定轉矩式中1、設計計算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項中沒有加速阻力,則所需電機驅動力為:Ft=Ff+Fw+Fi式中:Ft———電動汽車驅動力,此時也即為車輛所受的阻力;Ff———電動汽車行駛時的滾動阻力,Ff=m·g·f·cosα(α為坡道角度值);Fw———電動汽車行駛時的空氣阻力,Fi———電動汽車行駛時的坡道阻力,Fi=m·g·sinα。201、設計計算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項中沒1、設計計算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項中沒有加速阻力,則所需電機驅動力為:Ft=Ff+Fw+Fi式中:Ft———電動汽車驅動力,此時也即為車輛所受的阻力;Ff———電動汽車行駛時的滾動阻力,Ff=m·g·f·cosα(α為坡道角度值);Fw———電動汽車行駛時的空氣阻力,Fi———電動汽車行駛時的坡道阻力,Fi=m·g