1、第3章 驅(qū)動電機(jī)3.1 電機(jī)分類3.2 直流電機(jī)3.3 交流異步電機(jī)3.4 永磁同步電機(jī)3.5 開關(guān)磁阻電機(jī)3.6 輪轂電機(jī)技術(shù)3.7 電動汽車的再生制動.3.1 電機(jī)分類驅(qū)動電機(jī)：即電動機(jī)，也稱馬達(dá)，將電能機(jī)械能電動汽車常用直流電機(jī)永磁同步電機(jī)交流異步電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī).表3-1 電動汽車常用驅(qū)動電機(jī)的性能比較.電動汽車用驅(qū)動電機(jī)的任務(wù)環(huán)境特點(diǎn)：1電機(jī)工況變化頻繁2電機(jī)在沖擊、振動的環(huán)境下任務(wù)3車載電源能量有限4電機(jī)本身也是負(fù)載.對電動汽車用驅(qū)動電機(jī)要求：1高比功率2高效率3高可靠性4高電壓5高電氣系統(tǒng)平安性.電動汽車電機(jī)產(chǎn)品稱號代號 SYT：鐵氧體永磁式直流伺服電動機(jī) SYX：稀土永磁式直流

2、伺服電動機(jī) SXPT：鐵氧體永磁式線繞盤式直流電動機(jī) SXPX：稀土永磁式線繞盤式直流電 SWT：鐵氧體永磁式無刷直流伺服電動機(jī) SWX：稀土永磁式無刷直流伺服電動機(jī) SN：印制繞組直流伺服電動機(jī) SR：開關(guān)磁阻電動機(jī) YX：三相異步電動機(jī).3.2 直流電機(jī)組成：定子 轉(zhuǎn)子 換向器3.2.1 直流電機(jī)的構(gòu)造.凸極轉(zhuǎn)子與隱極轉(zhuǎn)子.電動汽車用無刷直流電機(jī) .1、定子：也稱主磁極，由磁極鐵芯和磁極繞組構(gòu)成。1主磁極：在定子和轉(zhuǎn)子間的氣隙中建立磁場，使得通電電樞產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。鐵芯和繞組2電刷組件：將直流電引向轉(zhuǎn)動的電樞繞組，并與換向器配合，使得電樞繞組的電流及時(shí)換向。.2、轉(zhuǎn)子：也稱電樞，由電樞鐵芯和

3、電樞繞組構(gòu)成。1電樞鐵芯：厚度為0.35-0.5mm的硅鋼片疊裝而成。2電樞繞組：通電后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩帶動電樞繞組運(yùn)動。.轉(zhuǎn)子總成.3、換向器：使電樞繞組中的電流及時(shí)換向，將從電刷輸入的直流電轉(zhuǎn)換為電樞繞組的交流電。.電刷和換向器.3.2.2 直流電機(jī)的根本原理.3.2.3 直流電機(jī)的特點(diǎn)1、與交流電機(jī)、無刷直流電機(jī)及開關(guān)磁阻電機(jī)相比，優(yōu)點(diǎn)如下：1調(diào)速性能良好2起動性能好3具有較寬的恒功率范圍4控制較為簡單5價(jià)錢廉價(jià).2、主要缺陷：1效率低2維護(hù)任務(wù)量大3轉(zhuǎn)速低4質(zhì)量和體積大.3.2.4 直流電機(jī)的控制1、電樞電壓調(diào)理法1改動電樞電壓控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2適用于額定轉(zhuǎn)速以下的調(diào)速。3降低電壓電

4、樞電流電磁轉(zhuǎn)矩電樞轉(zhuǎn)速。.2、磁場調(diào)理法1經(jīng)過調(diào)理磁極繞組勵(lì)磁電流，改動磁極磁通量來調(diào)理電機(jī)的轉(zhuǎn)速。2適用于額定轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速控制。3、電樞回路電阻調(diào)理法1在磁極繞組勵(lì)磁電流不變的情況下，改動電樞回路的電阻，使電樞電流變化來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)理。2很少在電動汽車上采用。.3.2.5 直流電機(jī)在電動汽車上的運(yùn)用1、城市無軌電車2、電動叉車3、電動觀光車4、電動巡查車.3.3 交流異步電機(jī)組成：定子 轉(zhuǎn)子3.3.1 交流異步電機(jī)的構(gòu)造.1、定子：由外殼、定子鐵心和定子繞組構(gòu)成。1定子鐵心：硅鋼片，0.35-0.5mm厚，疊亞而成。2定子繞組：三相，相互間隔120，對稱陳列，構(gòu)造完全一樣。.2、轉(zhuǎn)子：

5、由轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子鐵心組成。.3.3.2 交流異步電機(jī)的根本原理.3.3.3 交流異步電機(jī)的特點(diǎn)1、與有刷直流電機(jī)相比，優(yōu)點(diǎn)如下：1效率較高2構(gòu)造簡單、體積較小，質(zhì)量輕3任務(wù)可靠、運(yùn)用壽命長4免維護(hù)2、缺陷：1調(diào)速性能相對較差2配用的控制器本錢較高.3.3.4 交流異步電機(jī)的控制1、矢量控制1模擬直流電機(jī)。2控制實(shí)際完善，日趨成熟，可根本滿足電動汽車的動力性要求。2、直接轉(zhuǎn)矩控制1對磁鏈和轉(zhuǎn)矩直接控制。2簡化了控制構(gòu)造，動態(tài)呼應(yīng)快。3低速時(shí)，存在轉(zhuǎn)矩脈動，負(fù)載才干下降。.3.3.5 交流異步電機(jī)在電動汽車中的運(yùn)用1、運(yùn)用廣泛，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，轉(zhuǎn)速高，本錢低，是電動汽車用驅(qū)動系統(tǒng)的理想選擇。2、適用于大

6、功率、低速車輛，尤其是驅(qū)動系統(tǒng)功率需求較大的大型電動客車，如：廣汽GZ6120EV1，、金龍XMQ6126YE、申沃SWB6121EV2等。.3.4 永磁同步電機(jī)組成：定子 轉(zhuǎn)子3.4.1 永磁同步電機(jī)的構(gòu)造與交流異步電機(jī)類似.雪鐵龍C-Zero微型純電動轎車永磁同步電機(jī) .1、定子：由鐵心和三相繞組構(gòu)成。與交流異步電機(jī)類似.2、轉(zhuǎn)子：永久磁鐵.3.4.2 永磁同步電機(jī)的根本原理與交流異步電機(jī)根本一樣 定子繞組輸入三相正弦交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與永磁轉(zhuǎn)子磁場作用轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子隨定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動與旋轉(zhuǎn)磁場同步。.3.4.3 永磁同步電機(jī)的特點(diǎn)1、可在很低的轉(zhuǎn)速下同步運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速范圍寬。

7、2、效率高、功率密度大。3、瞬態(tài)特性通常都比較好。4、具有良好的機(jī)械特性。5、構(gòu)造多樣化。與交流異步電機(jī)相比：本錢高、起動困難。.3.4.4 永磁同步電機(jī)的控制1、矢量控制2、直接轉(zhuǎn)矩控制3、恒壓頻比開環(huán)控制3.4.5 永磁同步電機(jī)在電動汽車上的運(yùn)用豐田2021普銳斯，本田INSIGHT，日產(chǎn)LTIMA奧迪A8 Hybrid、寶馬Active Hybird 7比亞迪E6、北汽C30.電動版?？怂沟母緲?gòu)造與我們之前引見過的其它電動車大同小異，不過前置的電動機(jī)是一套擁有更小體積、分量的永磁同步電動機(jī)，當(dāng)然，它也有更強(qiáng)的功率密度、轉(zhuǎn)矩慣量以及過載才干，同時(shí)經(jīng)過量產(chǎn)化以及資料的優(yōu)化，其制造本錢也有了

8、大幅度削減； .3.5 開關(guān)磁阻電機(jī)組成：定子 轉(zhuǎn)子 電子開關(guān)3.5.1 開關(guān)磁阻電機(jī)的構(gòu)造.1、轉(zhuǎn)子：由導(dǎo)磁性能良好的硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子凸極上無繞組。 轉(zhuǎn)子的凸極個(gè)數(shù)為偶數(shù)，最少4個(gè)2對，最多16個(gè)8對。.2、定子：由定子鐵心和定子繞組組成。 定子的凸極個(gè)數(shù)為偶數(shù)，最少6個(gè)，最多18個(gè)。.3.5.2 開關(guān)磁阻電機(jī)的原理1、定子繞組按照DA B C的順序通電，轉(zhuǎn)子逆著勵(lì)磁順序以逆時(shí)針方向延續(xù)旋轉(zhuǎn)。2、假設(shè)按B A D C的順序通電，那么轉(zhuǎn)子會沿著順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。.3.5.3 開關(guān)磁阻電機(jī)的特點(diǎn)1、再生制動才干較強(qiáng)，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)能堅(jiān)持較強(qiáng)的制動才干。2、電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)散熱性好，功率密度大，減

9、少了奠基的體積和分量，節(jié)省了電動汽車的有效空間。3、能在很寬的功率和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)堅(jiān)持高效率，有效提高電動汽車一次充電的續(xù)駛里程。4、控制特性良好，容易智能化。5、構(gòu)造簡單，本錢低，制造工藝簡單。6、可控參數(shù)多，調(diào)速性能好，適于頻繁起動、停頓及正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。.3.5.4 開關(guān)磁阻電機(jī)的控制 電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不是單純的發(fā)電或電動過程，而是將兩者有機(jī)結(jié)合在一同的控制過程。1、角度控制法APC：電壓堅(jiān)持不變，對開通角和關(guān)斷角進(jìn)展控制。不適宜低速工況。2、電流斬波控制法CCC：開通角和關(guān)斷角不變，靠控制斬波電流的大小調(diào)理電流的峰值。3、電壓控制法VC：在主開關(guān)的控制信號中參與PWM信號，調(diào)理占空比來調(diào)理繞組端電壓

10、大小，從而改動相電流值。.3.5.5 開關(guān)磁阻電機(jī)在電動汽車中的運(yùn)用1、轉(zhuǎn)子沒有繞組和永磁體，構(gòu)造是四種電機(jī)中最鞏固的。2、制造簡單、本錢低、散熱特性較好。3、效率比直流和交流電機(jī)高，可在較寬的功率和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，符合電動汽車的驅(qū)動要求。4、任務(wù)時(shí)產(chǎn)生較大的噪聲和振動。5、目前沒有產(chǎn)業(yè)化車型運(yùn)用該電機(jī)。其運(yùn)用領(lǐng)域處在不斷拓展中。.3.6 輪轂電機(jī)技術(shù)1、也稱為車輪內(nèi)裝式電機(jī)。2、將電機(jī)、傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)融為一體。3、是電動汽車的最終驅(qū)動方式。4、可采用永磁無刷、直流無刷、開關(guān)磁阻等電機(jī)類型。.3.6.1 輪轂電機(jī)的構(gòu)造分類：內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)1、內(nèi)轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī).1采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子

11、電機(jī)。2配備固定傳動比的減速器，轉(zhuǎn)速高達(dá)10000r/min。3優(yōu)點(diǎn)：比功率較高、質(zhì)量輕、體積小、噪聲小、本錢低等。4缺陷：必需采用減速安裝，運(yùn)用效率低，非簧載質(zhì)量大，最高轉(zhuǎn)速受線圈損耗、摩擦損耗及變速機(jī)構(gòu)的接受才干等限制。5運(yùn)用：在電動汽車中有運(yùn)用，在功率密度方面比低速外轉(zhuǎn)子式更具競爭力。.2、外轉(zhuǎn)子式輪轂電機(jī).1采用低速外轉(zhuǎn)子電機(jī)。2外轉(zhuǎn)子與車輪的輪輞固定或集成在一同，車輪轉(zhuǎn)速與電機(jī)一樣，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速在1000-1500r/min間。3優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單、軸向尺寸小，能在很寬的速度范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩，呼應(yīng)速度快，沒有減速機(jī)構(gòu)，效率高。4缺陷：要獲得較大的轉(zhuǎn)矩，必需增大電機(jī)的體積和分量，本錢高。5運(yùn)

12、用：在電動汽車中有運(yùn)用。.3.6.2 輪轂電機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)1、更方便的底盤布置，更靈敏的供電系統(tǒng)。2、更好的汽車底盤自動控制性能。3、最優(yōu)的驅(qū)動力分配。一、優(yōu)點(diǎn)：1、增大了非簧載質(zhì)量。2、制動才干有限，仍需液壓制動系統(tǒng)。二、缺陷：.3.6.3 輪轂電機(jī)的驅(qū)動方式1、減速驅(qū)動1電機(jī)在高速下運(yùn)轉(zhuǎn)，選用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子式電機(jī)。2減速機(jī)構(gòu)放置在電機(jī)和車輪之間，可減速和增矩。3適宜于丘陵或山區(qū)運(yùn)用，及要求過載才干大和城區(qū)客車等需求頻繁起動/停車等場所。.2、直接驅(qū)動1多采用外轉(zhuǎn)子式電機(jī)。2適宜平路或負(fù)荷較小的場所。.3.6.4 輪轂電機(jī)在電動汽車中的運(yùn)用11900年，保時(shí)捷首先制造了前輪配備輪轂電機(jī)的電動汽車。220世紀(jì)70年代，用于礦山運(yùn)輸車。3日本：本田FCX concept