新能源汽車概論崔勝民韓家軍配套教學(xué)課件PPT 新能源汽車概論4.ppt

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1、第4章電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)4.1概述4.2直流電動(dòng)機(jī)4.3無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)4.4異步電動(dòng)機(jī)4.5永磁同步電動(dòng)機(jī)4.6開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)4.7輪轂電機(jī)第1頁(yè)4.1概述4.1.1電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與類型4.1.2電動(dòng)機(jī)的額定指標(biāo)4.1.3電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求4.1.4電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)第2頁(yè)4.1.1電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與類型1．電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的心臟，它由電機(jī)、功率轉(zhuǎn)化器、控制器、各種檢測(cè)傳感器和電源（蓄電池）組成，其任務(wù)是在駕駛員的控制下，高效率地將蓄電池的電

2、量轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，或者將車輪的動(dòng)能反饋到蓄電池中。第3頁(yè)4.1.1電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成與類型2．電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的類型電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按所選電動(dòng)機(jī)的類型可分為:(1)直流電動(dòng)機(jī);(2)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī);(3)異步電動(dòng)機(jī);(4)永磁同步電動(dòng)機(jī);(5)開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)等。第4頁(yè)4.1.2電動(dòng)機(jī)的額定指標(biāo)(1)額定功率。額定功率是指額定運(yùn)行情況下軸端輸出的機(jī)械功率(W或kW)。(2)額定電壓。額定電壓是指外加于線端的電源線電壓(V)。(3)額定電流。額定電流是指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行(額定電壓、額定輸出功率)情況下

3、電樞繞組(或定子繞組)的線電流(A)。(4)額定頻率。額定頻率是指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行情況下電樞(或定子側(cè))的頻率(Hz)。(5)額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)速是指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行(額定電壓、額定頻率、額定輸出功率)的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速(r/min)。第5頁(yè)4.1.3電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，經(jīng)常頻繁地啟動(dòng)/停車、加速/減速等，這就要求電動(dòng)汽車中的電動(dòng)機(jī)比一般工業(yè)應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)性能更高，基本要求如下：(1)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性要滿足電動(dòng)汽車的要求，在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，要求低速運(yùn)行時(shí)具有大轉(zhuǎn)矩，以滿足電動(dòng)汽車起動(dòng)和爬坡的要求

4、；在恒功率區(qū)，要求低轉(zhuǎn)矩時(shí)具有高的速度，以滿足電動(dòng)汽車在平坦的路面能夠高速行駛的要求；(2)電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有瞬時(shí)功率大、帶負(fù)載啟動(dòng)性能好、過(guò)載能力強(qiáng)，加速性能好，使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)；(3)電動(dòng)機(jī)應(yīng)在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)，具有很高的效率，以提高一次充電的續(xù)駛里程；第6頁(yè)4.1.3電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求(4)電動(dòng)機(jī)應(yīng)能夠在汽車減速時(shí)實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，將能量回收并反饋給蓄電池，使得電動(dòng)汽車具有最佳能量的利用率；(5)電動(dòng)機(jī)應(yīng)可靠性好，能夠在較惡劣的環(huán)境下長(zhǎng)期工作；(6)電動(dòng)機(jī)應(yīng)體積小，重量輕，一般為工業(yè)用電動(dòng)機(jī)的1/2~1/3；(7)

5、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單堅(jiān)固，適合批量生產(chǎn)，便于使用和維護(hù)；(8)價(jià)格便宜，從而能夠減少整體電動(dòng)汽車的價(jià)格，提高性價(jià)比；(9)運(yùn)行時(shí)噪聲低，減少污染。第7頁(yè)4.1.4電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（1）電機(jī)的功率密度不斷提高，永磁電機(jī)應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。（2）電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速不斷提高，回饋制動(dòng)的高效區(qū)不斷拓寬。（3）電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化和一體化趨勢(shì)更加明顯。（4）電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的混合度與電功率比不斷增加。（5）車用電驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的集成化和數(shù)字化程度不斷加大。第8頁(yè)4.2直流電動(dòng)機(jī)4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的分類4.2.2直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)

6、構(gòu)與特點(diǎn)4.2.3直流電動(dòng)機(jī)的工作原理4.2.4直流電動(dòng)機(jī)的控制第9頁(yè)4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的分類直流電動(dòng)機(jī)分為繞組勵(lì)磁式直流電動(dòng)機(jī)和永磁式直流電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)汽車所采用的直流電動(dòng)機(jī)中，小功率電動(dòng)機(jī)采用的是永磁式直流電動(dòng)機(jī)，大功率電動(dòng)機(jī)采用的是繞組勵(lì)磁式直流電動(dòng)機(jī)。繞組勵(lì)磁式直流電動(dòng)機(jī)根據(jù)勵(lì)磁方式的不同，可分為他勵(lì)式、并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式四種類型。第10頁(yè)4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的分類1．他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組無(wú)連接關(guān)系，而由其它直流電源對(duì)勵(lì)磁繞組供電。因此勵(lì)磁電流不受電樞端電壓或電樞電流

7、的影響。永磁直流電動(dòng)機(jī)也可看作他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中勵(lì)磁磁場(chǎng)穩(wěn)定而且容易控制，容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的再生制動(dòng)要求。但當(dāng)采用永磁激勵(lì)時(shí)，雖然電動(dòng)機(jī)效率高，重量和體積較小，但由于勵(lì)磁磁場(chǎng)固定，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性不理想，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生不了足夠大的輸出轉(zhuǎn)矩來(lái)滿足電動(dòng)汽車起動(dòng)和加速時(shí)的大轉(zhuǎn)矩要求。第11頁(yè)4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的分類2．并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，共用同一電源，性能與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本相同。并勵(lì)繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵(lì)磁繞組用細(xì)導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)很多，因此具

8、有較大的電阻，使得通過(guò)它的勵(lì)磁電流較小。3．串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，這種直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。這種電動(dòng)機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵(lì)磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵(lì)磁繞組的電阻越小越好，所以串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)通常用較粗的導(dǎo)線繞成，它的匝數(shù)較少。第12頁(yè)4.2.1直流電動(dòng)機(jī)的分類4．復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)