淺談新能源汽車常用的驅(qū)動電機(jī)

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1、淺談新能源汽車常用驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)是新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文對電動汽車的兒種常川的驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了定性分析，對它們的性能進(jìn)行了比較，指岀了它們各A的特點(diǎn)。1、電傳動車輛對驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的要求電動汽車的運(yùn)行與一般的工業(yè)應(yīng)用不同，對驅(qū)動系統(tǒng)的要求相對較高。首先，要求驅(qū)動電機(jī)能量效率高，節(jié)能減排：其次，低速的時候具有高扭矩，使汽午:起步快，低速爬坡性能好，高速的時候具有大功率，最高時速高，高速的超車性能好；笫三，具有高恒功率的調(diào)速去，電機(jī)的成木低；第四，體積小、重量輕，適應(yīng)汽車的空M布置。另外還要求電動汽車用電動機(jī)可靠性好，壽命長，使川維修方便

2、，價(jià)格便宜等。車輛驅(qū)動電機(jī)與普通工業(yè)電機(jī)比較如表1所示。表1車輛驅(qū)動電機(jī)與普通工業(yè)電機(jī)之比較項(xiàng)目工業(yè)應(yīng)用車輛應(yīng)川封裝尺寸空間不受限制，可用標(biāo)注封裝配套各種應(yīng)用布置空間有限，必須根據(jù)具體產(chǎn)品進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)工作環(huán)境環(huán)境溫度適中(-20?+40°C);靜止應(yīng)用，震動較小溫度變化大(-40?+105°C);震動劇烈可靠性耍求較高以保證生產(chǎn)效率很高以保障乘車者安全冷卻方式通常為風(fēng)冷(體積大)通常為水冷(體積、小)控制性能動態(tài)性能較要求不高需要快速的力矩相應(yīng)控制，動態(tài)性能較好功率密度較低(0.2kw/kg)較高(l-1.5kw/kg)2、電動汽車常用驅(qū)動

3、系統(tǒng)2.1直流電機(jī)(DCMotor)驅(qū)動系統(tǒng)直流屯機(jī)的定子的主磁極上繞制的勵磁繞組通以直流屯產(chǎn)生氣隙磁場，轉(zhuǎn)子的電樞繞組也通入直流電，通電繞組置于磁場中受安培力作用輸岀電磁轉(zhuǎn)矩拖動負(fù)載運(yùn)行。直流電機(jī)的控制器-?般采用脈寬調(diào)制(PWM)斬波控制方成，驅(qū)動系統(tǒng)成本低，易干平滑調(diào)速，控制簡單、技術(shù)成熟，具有交流電機(jī)不可比擬的優(yōu)控制特性。但由于直流電機(jī)在運(yùn)行過程中需要電樞和換向器換向，電刷和換向器制約丫電機(jī)過載能力與速度的進(jìn)一步提高，電刷需要定期維護(hù)，造成了使用的不變，并.R.直流電機(jī)木身的體積大、重呈大，防護(hù)等級不能做得太高，在新研制的電動汽車上

4、已菽本不采用直流電動機(jī)。2.2交流感應(yīng)電機(jī)(ACIM)驅(qū)動系統(tǒng)交流感應(yīng)電機(jī)定子繞組輸入三相對稱交流電，在定子繞組中就有勵磁電流通過，勵磁電流在定子鐵芯中產(chǎn)生變磁通和旋轉(zhuǎn)磁場，此時，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并有感應(yīng)電流通過來推動轉(zhuǎn)了?作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)了帶有機(jī)械負(fù)荷時，轉(zhuǎn)了電流增加，由于電磁感應(yīng)作用，定了繞組屮的勵磁電流也增加。三相異少電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，與定子無直接接觸部件，運(yùn)行可靠，轉(zhuǎn)速高，成本低。電機(jī)控制器采川？麗方式實(shí)現(xiàn)萵壓直流到三相交流的電源變換，采川變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)凋速，采用矢量控制或且接轉(zhuǎn)矩控制策略實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的快速響應(yīng)，滿足負(fù)載

5、變化特性的耍求，并能夠獲得較高效率，IT前在電動汽車中交流異步電機(jī)應(yīng)用較多。圖1為三相異步感成電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在電動或燃料電池電動人客車上裝車傳動形式駕《員的命令反?值號減速器和差速器閿1純電動或燃料電池電動人客車上裝乍傳動形式三相感應(yīng)電機(jī)的不足之處在于三相感應(yīng)電機(jī)的耗電S較大，轉(zhuǎn)了容易發(fā)熱，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時需要保證對三相感矽電機(jī)的冷卻，否則會損壞電動機(jī)。三相感應(yīng)電機(jī)的功率因數(shù)較低，使得變頻變壓裝置的輸入功率W數(shù)也較低，W此需耍采用大容fi的變頻變壓裝置。三相感應(yīng)電機(jī)的控制系統(tǒng)的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三相感應(yīng)電機(jī)本身，增加了電動汽:午:的成本。另外，三相感應(yīng)

6、電機(jī)的調(diào)速性也較差。2.3永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)永磁同步電機(jī)包括正弦永磁同汝電機(jī)(PMSM)和矩形波無刷直流電機(jī)(BDCM)。永磁無刷直流電動機(jī)的定了?繞組，采用三相星形繞組。轉(zhuǎn)了上裝置永磁材料，轉(zhuǎn)了各相的磁路均勻分布，形成“磁性”轉(zhuǎn)子。不用電刷和換h'd器為轉(zhuǎn)子輸入勵磁電流。永磁無刷S流電動機(jī)在工作時,將調(diào)制后的具奮的方波電流，輸入永磁無刷直流電動機(jī)的定子屮，控制永磁無刷直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。采川脈沖方波電流可以使永磁無刷直流電動機(jī)獲得較大的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動效率也最高。永磁無劇直流電動機(jī)具有很高的功率密度和寬廣的調(diào)速范1利，侖的輸出功率要比同樣尺寸的永

7、磁磁附同步電動機(jī)的輸出功率人15%。似永磁無刷直流電動機(jī)的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。永磁X刷直流電動機(jī)是一種高性能的電動機(jī)。它的S大特點(diǎn)就是;H有直流電動機(jī)的外特性而沒有刷組成的機(jī)械接觸結(jié)構(gòu)。加之，它采用永磁體轉(zhuǎn)子，沒有勵磁損耗：發(fā)熱的電樞繞組又裝在外面的定子上，散熱容易，因此，永磁無刷直流電動機(jī)沒有換向火花，沒有無線屯干擾，壽命長，運(yùn)行可靠，維修簡便。此外，它的轉(zhuǎn)速不受機(jī)械換向的限制，如果采用空氣軸承或磁懸浮軸承，可以在毎分鐘高達(dá)兒十萬轉(zhuǎn)運(yùn)行。在商速運(yùn)行吋比異步電機(jī)復(fù)雜，崙要檢測轉(zhuǎn)子磁極位a,另外永磁體還奮返磁問題，造價(jià)也較商。主要研究重點(diǎn)足位s

8、檢測、換㈦和校制，4以表現(xiàn)為以下幾方而：換句邏輯的分析和確定、脈動轉(zhuǎn)矩的削弱、無位置傳感系統(tǒng)、新型控制策略?？刂撇呗缘难芯績H括變結(jié)構(gòu)控制、模糊控制與PID控制扣結(jié)合的控制，以及各