新能源汽车驱动电机的基本知识

学习目标:了解电机的基本知识。能力目标:培养学生搜集和整理相关资料的能力。素质目标:培养学生良好的职业素养。额定电店.在夫见定条件下电池工作的*于佳 电压知识准备术语和定义。

(1)驱动电机系统 通过有效的控制策略将动力蓄电池提供的直流电转化为交流实现电机的正转以及反转控制。在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电，将能回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。

(2)驱动电机 将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置，该装置也具备机械能转化成电能的功能。

(3)驱动电机控制器 控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置，由控制信号口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。

(4)直流母线 电压驱动电机系统的直流输入装置。电了也 直电

(5) 额定电压 直流母线的标称电压。

(6) 最高工作电压 直流母线电压的最高值。

(7) 输人输出特性表示驱动电机、驱动电机控制器或驱动电机系统的转速、转矩，

电流等参数间的关系。功率、效率、电压、

降价能艳一 障假电机

(8) 持续转矩 规定的最大、长期工作的转矩。

(9) 持续功率规定的最大、长期工作的功率。

(10) 工作电压范围 能够正常工作电压范围。

(11) 转矩-转速特性 转速特性一般是形容频率的曲线，转矩特性是确定电压上升的该驱动电机可以达到的并可以短时工作而不出现故障的最大转矩值曲线。

(12) 峰值转矩电机:伴积认当机械设备转速为零(堵转) 时的转矩。

(13) 堵转转矩功率大 效亮高

(14)最高工作转速 达到最高功率而呈现出来的最高速度。

电动汽车对驱动电机的特性要求有哪些?与传统工业驱动电机不同，电动汽车的驱动电机通常要求能够频繁的起动/停车、加速减速，低速/爬坡时要求高转矩、高速行驶时要求低转矩并要求变速范围大。电动汽车对驱安知动运转名定二年量功率察度二座童动电机的要求可归纳如下:为了充分利用有限的车载空间，减小车辆质量，降低运行中的能量消耗，应尽量减小驱动电机的体积和质量。驱动电机可以采用铝合金外壳，各种控制装置和冷却系统等也要求尽可能轻量化和小型化。

1.高功率密度、轻量化在允许的范围内尽可能采用高电压，可以减小驱动电机的尺寸和控制器、导线等设备的尺寸，特别是可以降低逆变器的成本。

2.全速段高效运行-次充电续航里程长，特别是在车辆频繁起停或变速运行的情况下，驱动电机应具有较高的效率。

3.低速大转矩及高速宽调速即使没有变速器，驱动电机本身应能满足所需的转矩特性，以获得在起动、加速、行驶、减速、制动等各种运行工况下的功率和转矩要求。驱动电机应具有自动调速功能，可以减轻驾驶人的操作强度，提高驾驶的舒适度，并且能够达到与传统内燃机汽车同样的控制响应。与低速电动机相比，高转速驱动电机的体积和质量较小，有利于降低整车装备的质量舒适度高

4。高可靠性，在任何运行工况下驱动电机都应具有高可靠性，以确保车辆的行驶安全。

5.安全性能，动力蓄电池组、驱动电机等强电部件的工作电压能达到 300V 以上，对电气系统的安全性和控制系统的安全性提出了更高的要求，新能源汽车驱动电机必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。

6.低成本、低噪声为降低新能源汽车的使用成本，驱动电机的使用寿命应和车辆保持一致，真正实现节能环保的目标。同时驱动电机还要求具有耐温和耐潮性能好、运行噪声低、结构简单、成本低、适合批量生产，使用维护方便等特点。

7.能量回收

能量回收系统对于提高电动汽车的能量利用率具有重要意义。对驱动电机及电机控制器要求较高。

问题引导2:驱动电机主要分为哪几类?

驱动电机可分为两大类，即有刷电动机和无刷电动机。习惯上将有换向器的直流动机简称为直流电动机。由于技术成熟、控制简单，直流电动机曾在电力驱动领域有着突出的地位。实际上各类直流电动机包括 (串励、并励、他励) 和永磁直流电动机都曾在电动汽车上得到应用，但其电刷和换向器需要经常维护、可靠性低，正在被交流无刷电动机取代。

无换向器电动机包括异步电动机、永磁同步电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。无换向器电动机在效率、功率密度、运行成本、可靠性等方面明显优于传统的直流电动机，因此在现代电动汽车中获得广泛应用。驱动电机分类如下:

永磁直流电动机有刷电动机串励直流电动机直流电动机、并励直流电动机他励直流电动机笼型异步电动机绕线转子电励磁式无刷电动机、同步电动机、永磁同步磁阻式永磁无刷电动机开关磁阻电动机

问题引导 3:新能源汽车驱动电机如何选择?

选择新能源汽车驱动电机的关键是电动机的机械特性。至今为止电动汽车采用的驱动电机主要包括:直流电动机、交流异步电动机、永磁同步电动机、直流无刷电动机和开关磁阳电动机。关于机械特性可以用转矩-转速特性和功率-转速特性曲线来表示，并可作为选择电动机的参考依据。

在选择新能源汽车的驱动电机时可以向电动机生产厂家提出所需要的各种性能参数，以作为电动机设计的依据。实际上大多数情况下是新能源汽车制造商根据电动机生产厂家提供的技术性能参数选择现成的电动机。可供电动汽车选用的电动机种类繁多，功率范围很厂新能源汽车对于驱动电机的调速范围、可靠性、在恶劣环境下的工作能力等方面有比较高的要求。

1.额定电压的选择电动机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计，车辆的自重、蓄电池等相关数确定后，才能确定电动机的由压，转速等参救，即当车辆自重确定后，蓄电池的个数就确定了，电动机的电压等级也随之确定。但总体要求是:尽可能提高电压等级，这样就可以使电动机在满足驱动要求的情况下，使电动机的功率小一些，电动机的电流也小一些，这样蓄电池的容量选择、安装空间、安装方式等就更容易处理。

2.额定转速的选择根据电动汽车的速度、动力性能的要求，需要选择不同转速的驱动电机。

(1)低速电动机 低速电动机的转速为 3000 ~6000r/min，扩大的恒功率区的低速电动机额定转矩高、转子电流大、电动机的尺寸和质量较大，且相应的转换器、控制器的尺寸也较大，各种电器的损耗较大，但减速器的速比较小。一般低速电动机的转动惯量大、反应慢，不太适用于电动汽车。

(2)中速电动机 中速电动机的转速为 6000 ~10000r/min，它的各种参数介于低速电动机和高速电动机之间。

(3)高速电动机 高速电动机的转速为 10000~15000r/min，扩大的恒功率区宽，尺寸和质量较小，相应的转换器和控制器的尺寸也较小，各种电器内在的损耗较小。但其减速器的速比要大大增加，通常需要采用行星齿轮传动机构。高速电动机的使用主要受电磁材料的性能、高速轴承的承载能力的限制。一般高速电动机的转动惯性小、起动快、停止也快，电动汽车常采用高速电动机作为驱动电机。

问题引导4:电动汽车驱动电机性能对比是怎样的?电动汽车驱动电机性能对比见表 1-2

表 1-2 电动汽车驱动电机性能对比。