汽车新能源技术新能源

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1、汽车新能源应用技术汽车新能源应用技术研究生学位课研究生学位课何洪文副教授第五章新能源汽车的动力传动技术车辆重点实验楼511房间010－68914842hwhebit@bit.edu.cn课时要点概述§电动汽车的电机驱动系统电源§直流电机驱动系统直流电源变换器电动机§续流加增磁绕组电机驱动系统§三相异步感应电机驱动系统控制电路§永磁电机驱动系统控制器§开关磁阻电机驱动系统¢驱动电机及其控制系统把电能转化为机械能来驱动车辆，是电传动车辆的关重系统之一。它在电传动车辆上的任务是：在驾驶操纵控制下，将内燃机§几种电机驱动系统分析

2、比较－发电机系统、动力电池组的电能转化为车轮的动能驱动车辆，并在车辆制动时把车辆的动能再生为电能反馈到动力电池中以实现车辆的再生制动。1概述概述•电动汽车电机驱动系统的特点如下:低速高转矩转矩¢汽车起步快¢以电磁转矩为控制目标，油门和制动踏板的开度是电磁转矩给定的目¢低速爬坡性能好恒转矩区恒功率区标值，要求转矩响应迅速，波动小;高速大功率¢电动汽车要求驱动电机要有较宽的调速范围，最高转速是基速的2倍以上，电机能在四象限内工作;¢最高车速高¢高速超车性能好¢为保证加速时间，要求电机低速时有大的转矩输出和较大的过载倍数，峰值

3、转矩一般为额定转矩的2倍以上，峰值功率一般为额定功率的1.5¢宽恒功率调速区转速倍以上，且峰值转矩和峰值功率的工作时间一般要求5分钟以上，为保证¢电机的成本低汽车能跑到最高车速，要求电机高速区处有一定的功率输出；体积小、重量轻基本评价标准¢驱动系统高效，电磁兼容性好，易于维护;¢适应汽车的空间布置¢重量比功率=峰值功率/电机重量¢良好的可靠性、耐温和耐潮湿，可以在恶劣的环境条件下长时期运能量效率高¢系统效率转，结构简单，适合批量生产。¢节能概述概述•在电动汽车上，目前常用的驱动系统有四种:•在电动汽车上，目前常用的驱动系

4、统有四种:¢直流电机(DCMotor)驱动系统.电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控¢开关磁阻(SR)电机驱动系统.转子无永磁体或绕组设计，控制方式类似制方式;步进电机控制，可以认为是大步距角、利用磁阻效应控制的功率型驱动¢交流感应电机(ACIM)驱动系统.电机控制器采用PWM方式实现高压直流到电机系统.三相交流的电源变换，采用变频调速方式实现电机调速，采用矢量控制或•新型电机驱动系统直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应;¢续流增磁电机及其控制系统.结合永磁直流电机高效和串励电机大转矩¢永磁同步电机驱动系统.

5、包括正弦波永磁同步电机(PMSM)及其控制系统的特点，电机采用永磁加增磁绕组复合励磁方式，增磁绕组接到电机控制和矩形波无刷直流电机(BDCM)及其控制系统，由于前者低速转矩脉动更小系统的续流回路中，电机低速时利用续流增磁输出大转矩，电机高速时增且高速恒功率区调速更稳定，因此比后者具有更好的应用前景，正弦波永磁绕组自动提速，电机及其控制系统与车辆驱动需求能得到很好的匹配，磁同步电机(PMSM)及其控制系统中的电机控制器采用PWM方式实现高压直且系统具有效率高和转速-转矩全部工作范围的高效工作区宽的特点。流到三相交流的电源变

6、换，采用变频调速方式实现电机调速;2概述概述•电动汽车电机驱动系统电机的主要性能参数:•电动汽车电机驱动系统电机的主要性能参数:¢额定电压－在额定运行时，电动机定子或转子绕组应输入的电压值；¢最高工作转速－相应于电动汽车最高设计车速的电机转速¢额定电流－在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功率¢最高机械转速－在无带载条件下，电机允许旋转的最高转速；时，电动机定子或转子绕组通过的线电流值；¢峰值功率－在规定的时间内，电机允许输出的最大输出功率；¢额定转速－在额定电压输入下，以额定功率输出时对应的电动机输出¢峰值转矩

7、－电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩；转速；¢额定转矩－电机在额定功率和额定转速下的输出转矩；¢堵转转矩－电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测得值¢额定功率－在额定条件下，电动机轴上输出的机械功率；¢额定效率－在额定运行时电动机轴上输出的机械功率与电动机在额定运行时电源输入到电动机的功率之比值；¢电机及控制器整体效率－电机转轴输出功率除以控制器输入功率；概述概述工业应用车辆应用•电动汽车电机拖动系统项目dωTTJ−=emLdt封装尺寸空间不受限制，可用标准封装配套各布置空间有限，必须根据具体产品进行特种应用殊

8、设计工作环境环境温度适中（-20~+40oC);温度变化大（-40~+105oC);静止应用，震动较小震动剧烈;⎡⎤mgr6.7210×−332rn0.105mr2dn可靠性要求较高以保证生产效率很高以保障乘车者安全δTfem−+⎢⎥()sinααcos⋅+33=22⎢⎥⎣⎦iiηηiiiiηdt冷却方式通常为风冷（