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新能源汽车电机?
目前新能源汽车电机主要以永磁电机和感应电机为主,本文将着重介绍这两种电机发展现状。
国外新能源汽车驱动电机的发展现状:
感应电机的代表当属特斯拉Model S。特斯拉汽车Tesla Model S P85D 所搭载三相感应电动机最大功率可达515 kW(700 Ps),转速范围为12 000~20 000 r /min,加上双电机四驱设计,在减速机配合下,可轻易产生930 N·m 的扭矩,令P85D 的百千米时速加速在3. 4 s 内便可完成。Model S 前后置双电机配置依靠特斯拉优化过的算法,可以根据不同的行驶状况产生不同的动力交错输出,保持汽车的高效运行。助于优异的控制算法和高效的铸铜转子异步电机,特斯拉无论是动力还是在节能、续航方面都有很大优势,纯电动模式续航里程可达426 km。-汽车电机信息
永磁同步电机的代表为丰田Prius 系列。丰田公司在1997 年便研发出世界上第一款成熟的混合动力汽车—Prius,迄今为止已发展到第4 代。第4 代Prius 电机采用了分段线圈式定子,转子磁路结构也做了改变,电机的峰值功率为53 kW,峰值转矩为163 N·m,最高转速更是达到17 000 r /min。图1 所示为Prius 系列电机的转子结构图。从结构变化可以看出丰田对永磁同步电机设计研究逐渐深入,其转速及功率密度也不断提高,总的基调为增加直轴电感,增加凸极率。除Prius 系列,丰田还研制了V 一型转子结构的2008 Lexus LS600H,峰值功率为110 kW,峰值转矩为300 N·m,最高转速达到10 230 r /min,功率密度高达2.46 kW/kg。-汽车电机信息
奥迪混合动力汽车Q3 驱动电机为永磁同步电机,其最大输出功率为32 kW,最高转速达到12 500 r /min。另一款Q5 采用的永磁同步电机最大功率为40 kW( 2 300 r /min),最高转矩为211 N·m,功率密度达到1。54kW/kg。-汽车电机信息
宝马公司研发了宝马i3 永磁同步电机。该电机充分发挥了内置式永磁同步电机的优势,电机总重约为42 kg,电机功率可达125 kW,扭矩可达250 N·m。
国内新能源汽车驱动电机的发展现状
借助于国家政策的支持与财政补贴,我国新能源车用电机得到了快速发展。国内很多高校、研究机构、汽车生产商相继投入到新能源汽车电机的研发中,并且取得了一定成果。
天津大学、天津清源公司研制的永磁同步电机及其控制系统的峰值功率为45 kW,最大转矩为99.5 N·m,系统最高效率为95%,功率密度为1.087 kW/kg。沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心,研制出额定功率为20 kW,最大功率为40 kW,功率密度超过1.5 kW/kg 的高功率密度永磁同步电机。江苏省交通科学研究院股份有限公司研制了100 kW 电动汽车双绕组永磁同步电机,额定功率为100 kW,峰值功率为220 kW,额定扭矩为960 N·m,峰值扭矩为3 200 N·m,全转速全转矩范围具有两个高效运行区域,电机与驱动器总体效率不小于90%,高速与过载运行范围效率不小于80%。-汽车电机信息
上海电驱动EM1269/EC1262 型号车用永磁同步电机性能指数如下:峰值功率为94 kW,额定功率为45 kW,峰值转矩为225 N·m,额定转矩为100 N·m,额定转速4 300 r/min,峰值转速为12000 r/min.-汽车电机信息
精进电机研发的驱动电机额定功率为85 kW,峰值功率为135 kW,额定转矩为325 N·m,峰值转矩为600 N·m,额定转速为2500 r /min,峰值转速为6000 r /min。
比亚迪e6 采用的永磁电机额定功率为75 kW,峰值功率为90 kW,电动机总扭矩为450 N·m,最高车速为140 km/h,单次充电续航里程在综合工况下最大可达300 km。
目前,虽然我国新能源汽车动力技术有了突飞猛进的发展,但在高端技术等方面,与国际先进水平还具有一定差距。
新能源汽车电动机的性能指标有哪些
1、高电压。在允许范围内,应尽可能采用高电压,以减小电机和电线等设备的尺寸,尤其是降低逆变器成本。
2、高转速。电动车用感应电机转速可达8000-12000转/分钟。
3、体积小、重量轻。电机采用铝合金外壳等方式可以减轻电机重量,各种控制装置和冷却系统的材料也应尽可能采用轻质材料。
4、起动转矩大和大范围的调速性能,以满足起动、加速、驱动、减速、制动等所需的功率和转矩。电机应具有自动调速功能,以降低驾驶员的控制强度,提高驾驶舒适性,并实现与内燃机车辆油门踏板相同的控制响应。
5、过载能力为4-5倍,以满足短期加速和最大爬坡能力的要求。
应用特点
无刷直流电动机之所以被广泛应用于电动车,是因为它与传统的有刷直流电动机相比具有以下二方面的优势。
(1)寿命长、免维护、可靠性高。在有刷直流电动机中,由于电机转速较高,电刷和换向器磨损较快,一般工作1000小时左右就需更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大,特别是传动齿轮的润滑问题,所以有刷电机就存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。因此无刷直流电动机的优势很明显。-汽车电机信息
(2)效率高、节能。一般而言,因无刷直流电动机没有机械换向的磨擦损耗及齿轮箱的消耗,以及调速电路损耗,效率通常可高于85%,但考虑到实际设计中的最高性价比,为减少材料消耗,一般设计为76%。而有刷直流电动机的效率由于齿轮箱和超越离合器的消耗,通常在70%左右。-汽车电机信息
新能源汽车电机的组成有哪些
新能源汽车电机驱动系统是新能源汽车的三大核心部件之一,主要由驱动电机和电机控制器两部分组成。
电动汽车电机的基本介绍
电动机:俗称马达,是一种将电能转化成机械能,并可再使用机械能产生动能,用来驱动其他装置的电气设备。
由于电动汽车采用动力电池作为车载能源,其容量受到限制,为尽可能的延长续驶里程,大多数驱动系统都采用了能量回馈技术,即在汽车制动时,通过控制器将车轮损耗的动能反馈到电池中,并使电机处于发电状态,将发出的电输送到电池中。因此,电动汽车的驱动机应该称为电机,而不是我们习惯称呼的电动机。例如中大青山采用的双定子磁悬浮复合转子电机既能将电能转化为机械能,又能将机械能转化为电能。-汽车电机信息
怎么查到新能源汽车电机电控装机信息?
新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代,其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标,电机电控系统其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。电控和电机占比约为20%至30%,整车制造及其他零部件占到30%以上。通常一辆新能源汽车搭载电机与电控各一个,高达96%的纯电动汽车电机与电控为配套供应,电机与电控的配套能够尽可能的实现零部件集成化,未来“三电”配套是行业共识。市场测算2020年我国电驱动系统310亿元需求规模,预计2020年新能源汽车产量达到200万辆水平,其中新能源乘用车占比达到73%、新能源专用车占比14%、新能源客车占比12%。-汽车电机信息
电动汽车电机的详细介绍
除了发电功能外,电动汽车的电机主要还是起电动机的,所以我们以电动机来分类:(只作简单分类)
1.按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机。
直流电机:
按结构及工作原理可划分:无刷直流电机和有刷直流电机。
又可分为永磁直流电机和电磁直流电机。
永磁直流电机按材料又分为稀土、铁氧体、铝镍钴永磁直流电机。
电磁直流电机按励磁方式又分为串励、并励、他励和复励直流电机。
交流电机可分:单相电机和三相电机
2.按结构和工作原理划分:可分为直流电机、异步电机、同步电机。
异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。
同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。
3.按用途分,有驱动电机和控制用电机。
4.按运转速度分,有高速电机、低速电机、恒速电机和调速电机。
低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 1.交流电机
单相异步电机通过电容移相作用,将单相交流电分离出另一相相位差90度的交流电。将这两相交流电分别送入两组或四组电机线圈绕组,就在电机内形成旋转的磁场,旋转磁场在电机转子内产生感应电流,感应电流产生的磁场与旋转磁场方向相反,被旋转磁场推拉进入旋转状态,由于转子必须切割磁力线才能产生感应电流,因此转子转速必须低于旋转磁转速,故称异步电机。-汽车电机信息
三相异步电机不必通过电容移相,本身就有相差120度的三相交流电,故产生的旋转磁场更均匀,效率更高。
永磁同步交流电动机的磁场由永久磁铁产生,转子线圈通过电刷供电,转速与交流电频率为整倍数(分数)关系(视转子线圈绕组数而定),故称同步电机。
转子线圈通过电刷供电,定子通过线圈绕组产生旋转磁场的电机,按转子线圈与定子线圈的串、并联关系分别称串励、并励电机。
2.直流电机
直流电机有定子和转子两大部分组成,定子上有磁极(绕组式或永磁式),转子有绕组,通电后,转子上形成磁场(磁极),定子和转子的磁极之间有一个夹角,在定转子磁场(N极和S极之间)的相互吸引下,使电机旋转。改变电刷的位置,就可以改变定转子磁极夹角(假设以定子的磁极为夹角起始边,转子的磁极为另一边,由转子的磁极指向定子的磁极的方向就是电机的旋转方向)的方向,从而改变电机的旋转方向。 1.永磁式直流电机:-汽车电机信息
由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成。
定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。
转子一般采用硅钢片叠压而成,漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。
电刷是连接电源与转子绕组的导电部件,具备导电与耐磨两种性能。永磁电机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。
2.无刷直流电机:
由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。
无刷直流电机的特点是无刷,采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。
位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。-汽车电机信息
位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。
采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。电动汽车多用的是霍尔元件。-汽车电机信息
采用光电式位置传感器的无刷直流电动机,在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。-汽车电机信息
采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。-汽车电机信息
定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。 他们在负载要求、技术性能和工作环境等方面有着特殊的要求:
1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求;而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。
2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4-5倍,而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计,而工业电机只需根据典型的工作模式设计。
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度(一般要求达到1kw/kg以内)和好的效率图(在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率),从而能够降低车重,延长续驶里程;而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率进行优化。-汽车电机信息
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好;而工业电机只有某一种特定的性能要求。
6、电动汽车驱动电机被装在机动车上,空间小,工作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。而工业电机通常在某一个固定位置工作。