新能源汽車電機(jī)板塊培訓(xùn)-課件

新能源汽車電機(jī)板塊培訓(xùn)V1.00新能源汽車電機(jī)板塊培訓(xùn)V1.00目錄目錄PAGEDIRECTORY電機(jī)介紹02參數(shù)選擇03應(yīng)用案例04概述011目錄目錄PAGEDIRECTORY電機(jī)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(qū)動電機(jī)取代發(fā)動機(jī)，使用電機(jī)控制器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來驅(qū)動汽車行駛。1、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的定義2一、概述新能源汽車一般情況下，是將驅(qū)動電機(jī)取代發(fā)動機(jī)1、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的定義一、概述電動汽車驅(qū)動電機(jī)及其控制系統(tǒng)是電動汽車的心臟，是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來驅(qū)動車輛的部件。它的任務(wù)是在駕駛?cè)说目刂葡?，高效率地將動力電池的能量轉(zhuǎn)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(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化在電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子間的氣隙形成。

31、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的定義一、概述電動汽車驅(qū)動電機(jī)及其控2、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成新能源汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主要由哪些部分組成？機(jī)械系統(tǒng)：機(jī)械傳動、車輪等電氣系統(tǒng)：電機(jī)、功率轉(zhuǎn)換器、電子控制器一、概述42、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的構(gòu)成新能源汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主要由哪些部分組3、電動汽車驅(qū)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(jī)驅(qū)動的汽車。一、概述53、電動汽車驅(qū)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(jié)構(gòu)一、概述并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)組合驅(qū)動方式64、基本結(jié)構(gòu)一、概述并聯(lián)式驅(qū)動系統(tǒng)組合驅(qū)動方式61、基本組成二、電機(jī)介紹電動機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。轉(zhuǎn)子：電動機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部件，轉(zhuǎn)子是用來實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換裝置。定子：定子是電動機(jī)靜止不動的部分。定子由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子的主要作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。71、基本組成二、電機(jī)介紹電動機(jī)是由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。71、基本組成二、電機(jī)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(lì)磁繞組構(gòu)成。

換向器：換向極是安裝在兩相鄰主磁極之間的一個(gè)小磁極，它的作用是改善直流電機(jī)的換向情況，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)不產(chǎn)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(jī)的電路部分，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部分勵(lì)磁：為電機(jī)等“利用電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備”提供工作磁場叫勵(lì)磁。81、基本組成二、電機(jī)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(jī)介紹額定功率PN：指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)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(jī)在額定電壓、額定功率時(shí)的電樞電流值。額定轉(zhuǎn)速nN：指額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。額定勵(lì)磁電流If：指電機(jī)在額定狀態(tài)時(shí)的勵(lì)磁電流值。電動機(jī)中還有效率ηN存在,即PN＝UNINηN

基本參數(shù)92、基本特性二、電機(jī)介紹額定功率PN：指電機(jī)在銘牌規(guī)定的額2、性能特性二、電機(jī)介紹控制信號流動力電源流向機(jī)械方式連接102、性能特性二、電機(jī)介紹控制信號流動力電源流向機(jī)械方式連接12、性能特性二、電機(jī)介紹112、性能特性二、電機(jī)介紹113、分類二、電機(jī)介紹直流電動機(jī)永磁同步電機(jī)交流三相感應(yīng)電動機(jī)永磁無刷直流電動機(jī)開關(guān)磁阻電動機(jī)外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動機(jī)汽車常用電動機(jī)：123、分類二、電機(jī)介紹直流電動機(jī)汽車常用電動機(jī)：123、分類二、電機(jī)介紹永磁同步電機(jī)：現(xiàn)狀：目前在小型電動車及混合動力車中應(yīng)用較多的電機(jī)大型車中也有部分應(yīng)用案例：豐田的Prius、福田BJ6123EVCA8優(yōu)點(diǎn)：永磁同步電動機(jī)具有高的功率/質(zhì)量比,比其他類型的電動機(jī)有更高的效率,更大的輸出轉(zhuǎn)矩,電動機(jī)的極限轉(zhuǎn)速和制動性能等優(yōu)于其他類型的電動機(jī)。結(jié)構(gòu)更加簡單,性能更加可靠、體積更小,質(zhì)量更輕。缺點(diǎn)：永磁同步電動機(jī)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(shí),其導(dǎo)磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象,將嚴(yán)重降低永磁同步電動機(jī)的性能,甚至損壞電動機(jī)。大功率永磁同步電機(jī)驅(qū)動、控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)較高。133、分類二、電機(jī)介紹永磁同步電機(jī)：現(xiàn)狀：目前在小型電動車及混3、分類二、電機(jī)介紹交流三相感應(yīng)電機(jī)：現(xiàn)狀：在大型純電動汽車中應(yīng)用較多、歐美小型純電動車中有一定應(yīng)用案例：宇通公司ZK6100EGAAEV、申沃 SWB6121EV5、BWM的MINIE優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單,運(yùn)行可靠,經(jīng)久耐用。交流三相感應(yīng)電動機(jī)的功率容量覆蓋面很寬廣,轉(zhuǎn)速高于永磁電機(jī),冷卻自由度高,對環(huán)境的適應(yīng)性好。價(jià)格便宜,維修簡單方便。缺點(diǎn)：耗電量較大,轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需保證對交流三相感應(yīng)電動機(jī)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(jī)調(diào)速性能而言交流機(jī)較差。交流三相感應(yīng)電動機(jī)控制系統(tǒng)的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于交流三相感應(yīng)電動機(jī)本身,增加了電動汽車的成本。143、分類二、電機(jī)介紹交流三相感應(yīng)電機(jī)：現(xiàn)狀：在大型純電動汽車3、分類二、電機(jī)介紹永磁無刷直流電動機(jī)：現(xiàn)狀：在電動車中有一定應(yīng)用。案例：如BWMEI優(yōu)點(diǎn)：沒有勵(lì)磁損耗、散熱容易，永磁無刷直流電動機(jī)沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡便。永磁無刷直流電動機(jī)與其它電動機(jī)系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率。缺點(diǎn)：驅(qū)動控制系統(tǒng)復(fù)雜,造價(jià)高。而且永磁電動機(jī)受到永磁材料工藝的影響和限制,使得永磁電動機(jī)的功率范圍較小，電動機(jī)本身價(jià)格較高，可靠地控制器價(jià)格也較高。153、分類二、電機(jī)介紹永磁無刷直流電動機(jī)：現(xiàn)狀：在電動車中有一4、直流電機(jī)原理二、電機(jī)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(zhuǎn)子以逆時(shí)針方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)180°后，cd段受力方向向左、ab段受力方向向右，轉(zhuǎn)子仍然維持逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。164、直流電機(jī)原理二、電機(jī)介紹左圖顯示，根據(jù)左手定律，可以判斷4、特點(diǎn)二、電機(jī)介紹電動汽車的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)差別較大，特點(diǎn)如下：

1）以電機(jī)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速為控制目標(biāo)，加速踏板、制動踏板和轉(zhuǎn)向盤的給定位置是電機(jī)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速的目標(biāo)值，要求轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，波動小，穩(wěn)定性好。

2）要求電機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍，最高轉(zhuǎn)速是基速的2倍以上，電機(jī)要能四象限工作。

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

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

5）電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性好，電磁兼容性好，易于維護(hù)。174、特點(diǎn)二、電機(jī)介紹電動汽車的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)驅(qū)動1、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇以最高車速確定電機(jī)額定功率式中:PN———電機(jī)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(fēng)阻系數(shù);A———車輛迎風(fēng)面積,m2;Umax———最高車速,km/h。以常規(guī)車速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)速式中:nN———電機(jī)額定轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇以最高車速確定電機(jī)額定功率式中:以1、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇以額定功率/轉(zhuǎn)速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩式中:MN———額定轉(zhuǎn)矩,N·m。以最大爬坡度確定其短時(shí)工作線低速轉(zhuǎn)矩式中:Ft———電動汽車驅(qū)動力,此時(shí)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(jī)額定功率,kW;nN———電機(jī)額定轉(zhuǎn)速,r/min;191、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇以額定功率/轉(zhuǎn)速確定電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩式中1、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項(xiàng)中沒有加速阻力,則所需電機(jī)驅(qū)動力為:Ft=Ff+Fw+Fi式中:Ft———電動汽車驅(qū)動力,此時(shí)也即為車輛所受的阻力;Ff———電動汽車行駛時(shí)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(shí)的空氣阻力,Fi———電動汽車行駛時(shí)的坡道阻力,Fi=m·g·sinα。201、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項(xiàng)中沒1、設(shè)計(jì)計(jì)算三、參數(shù)選擇假定以勻速爬坡,車輛所受阻力項(xiàng)中沒有加速阻力,則所需電機(jī)驅(qū)動力為:Ft=Ff+Fw+Fi式中:Ft———電動汽車驅(qū)動力,此時(shí)也即為車輛所受的阻力;Ff———電動汽車行駛時(shí)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(shí)的空氣阻力,Fi———電動汽車行駛時(shí)的坡道阻力,Fi=m·g