新能源汽車上使用各種電動機的優缺點
『壹』 新能源汽車選用電機有何要求
1、電動汽車對於驅動電機的要求
目前電動汽車主要有三個性能指標:
(1)最大行駛里程(km):電動汽車在電池充滿電後的最大行駛里程;
(2)加速能力(s):電動汽車從靜止加速到一定的時速所需要的最小時間;
(3)最高時速(km/h):電動汽車所能達到的最高時速。
在美國某機場運營的純電動客車
大家都知道,電機分很多種。單工業電機就有很多。但是作為電動汽車的驅動電機,其誕生之初就有著獨特的性能要求:
(1)適用汽車各種工況:頻繁的啟動/停車、加速/減速,這就要求電動汽車的驅動電機滿足轉矩控制的動態性能要高。
(2)為了減少整車的重量,通常取消多級變速器,這就要求在低速或爬坡時,電機可以提供較高的轉矩,通常來說要能夠承受4-5倍的過載;
(3)驅動電機調速性能要好:要求調速范圍盡量大,同時在整個調速范圍內還需要保持較高的運行效率;
(4)電機設計時盡量設計為高額定轉速,同時盡量採用鋁合金外殼,高速電機體積小,有利於減少電動汽車的重量;
(5)電動汽車應具有最優化的能量利用,具有制動能量回收功能,再生制動回收的能量一般要達到總能量的10%-20%;
(6)可靠性好:鑒於電動汽車所使用的電機工作環境更加復雜、惡劣,因此,可靠性必須要高。同時還要保證電機生產的成本不能過高。
2、幾種常用的驅動電機
2.1直流電動機
直流電動機
在電動汽車發展的早期,大部分的電動汽車都採用直流電動機作為驅動電機,這類電機技術較為成熟,有著控制方式容易,調速優良的特點,曾經在調速電動機領域內有著最為廣泛的應用。
但是由於直流電動機有著復雜的機械結構,例如:電刷和機械換向器等,導致它的瞬時過載能力和電機轉速的進一步提高受到限制,而且在長時間工作的情況下,電機的機械結構會產生損耗,提高了維護成本。
此外,電動機運轉時電刷冒出的火花使轉子發熱,浪費能量,散熱困難,也會造成高頻電磁干擾,影響整車性能。由於直流電動機有著以上缺點,目前的電動汽車已經基本將直流電機淘汰。
2.2交流非同步電動機
交流非同步電動機
交流非同步電機是目前工業中應用十分廣泛的一類電機,其特點是定、轉子由硅鋼片疊壓而成,兩端用鋁蓋封裝,定、轉子之間沒有相互接觸的機械部件,結構簡單,運行可靠耐用,維修方便。交流非同步電機與同功率的直流電動機相比效率更高,質量約輕了二分之一左右。
如果採用矢量控制的控制方式,可以獲得與直流電機相媲美的可控性和更寬的調速范圍。由於有著效率高、比功率較大、適合於高速運轉等優勢,交流非同步機是目前大功率電動汽車上應用最廣的電機。
『貳』 新能源汽車常用的幾種電機
你好根據你的描述,永磁同步電機,和非同步電機等。希望我的回答對你有幫助,望採納,謝謝!!
『叄』 純電動汽車使用永磁同步電機和非同步電機的利弊代表車型
1.永磁同步電機
永磁同步電機是由永磁體勵磁產生同步旋轉磁場的同步電機,永磁體作為轉子產生旋轉磁場,三相定子繞組在旋轉磁場作用下通過電樞反應,感應三相對稱電流。此時轉子動能轉化為電能,永磁同步電機作發電機(generator)用;此外,當定子側通入三相對稱電流,由於三相定子在空間位置上相差120,所以三相定子電流在空間中產生旋轉磁場,轉子旋轉磁場中受到電磁力作用運動,此時電能轉化為動能,永磁同步電機作電動機(motor)用。
優點:
1.效率高:因為它的勵磁磁場(轉子磁場)是由磁鐵提供的,所以省去一部分勵磁磁場所需的電能。
2.調速范圍大:由於他是永磁作為勵磁磁場,因此調整電流與頻率即可很大范圍調整電機的功率和轉速。
3.體積小重量輕:因為它的結構簡單,因此無論體積還是重量都相對較小。
4.發熱小,密封性強,免維護。
缺點:
1.抗震性較差:由於現在大部分永磁材料都採用釹鐵硼強磁材料,這種材料較為硬脆,因此受到強烈震動有可能會碎裂。
2.抗熱沖擊較差:由於轉子採用磁性材料,而電機在運行或者環境溫度過高情況下會引起磁鐵退磁,因此會造成動力下降
『肆』 關於新能源汽車上所用電機
在HEV上是以電動機驅動作為發動機驅動的輔助動力,但又必須對電池組的質量和整車的整備質量進行限制,以減輕HEV的總質量。因此,一般電動-發電機只是在HEV發動機啟動,車輛啟動、加速或爬坡時起作用。電動-發電機又是發動機的飛輪,起調節發動機輸出功率作用。電動-發電機還起發電機的作用,電動-發電機又是發動機的飛輪,起調節發動機輸出功率作用。電動-發電機還起發電機的作用,將發動機的動能轉換為電能,儲存到電池組中去。在HEV下坡或制動時,將汽車慣性動能轉換為電能,儲存到電池組中去。因此,HEV有了電動機的輔助作用,就可以使HEV達到節能和「超低污染」的要求。電動機的種類很多,用途廣泛,功率的覆蓋面非常大。但HEV所採用的電動機種類少,功率覆蓋面也較小。目前主要採用的交流電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機,不管是電機本身還是它們的控制裝置,成本都比較高,但隨著電動機的電子計算機控制和機電一體化的加速發展,很多新技術正逐步運用到混合動力汽車(HEV)的電動機上,一旦形成大規模批量生產,所用電機乃至整車的成本都會得到大大降低。
(1)混合動力汽車用電動機的發展概況
蒸汽機啟動了18世紀第一次產業革命以後,19世紀末到20世紀上半葉電機又引起了第二次產業革命,使人類進入了電氣化時代。20世紀下半葉的信息技術引發了第三次產業革命,是生產和消費從工業化向自動化,智能化時代轉變;推動了新一代高性能電機驅動系統與伺服系統的研究與發展。21世紀伊始,世界汽車工業又站在了革命的門檻上。雖然,汽車工業是推動社會現代化進程的重要動力,然而,汽車工業的發展也帶來了環境污染愈烈和能源消耗過多兩大問題。顯然,加劇使用傳統內燃機技術發展汽車工業,將會使這兩大全球問題繼續惡化。於是,電動車(包括純電動車,混合動力汽車,燃料電池電動車)概念的提出,將會是未來世界汽車工業發展的新方向,不過就當今世界科技水平來說,混合動力汽車的研究與開發相比其它兩種形式更具有現實意義,應該作為這一新方向的第一步。20世紀80年代前,幾乎所有的電動車驅動電機均為直流電機,但隨著電動車(混合動力汽車)性能的提高,其在高負載下轉速的限制,體積大等缺點逐漸暴露,取而代之的是交流非同步電機,永磁電機,開關磁阻電機以及新型的雙凸極永磁電機,而上述電機在用於混合動力汽車上所表現出來的性能也是一個比一個優越。目前,雙凸極永磁電機的機理和設計控制理論還有待於進一步的研究與完善,不過它作為混合動力汽車的電動機有著潛在的巨大優勢。
(2)混合動力汽車對電動機的基本要求
a.從日本汽車公司開發電動汽車的研究和實踐認為,在採用大功率的電動機來驅動HEV時,與採用小功率的電動機比較,具有電阻小,效率高,比能耗低,動力性能好等優點。但在目前的條件下,各種電池的比能量較小,理所當然地採用小功率的電動機,因而出現電阻大,效率低,比能耗高,動力性能差等問題。
b.混合動力汽車的電動機應具有較大范圍內的調速性能,能夠根據駕駛員對加速踏板和對制動踏板的控制,由中央控制器控制電動機與發動機之間動力的協調。以獲得所需要的起動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉矩,使它們達到與內燃機汽車加速踏板同樣的控制效果。
c.混合動力汽車應具有最優化的能量利用,電動機應具有高效率、低損耗,並在車輛減速時實現能量回收並反饋回蓄電池,這點在內燃機汽車上是不能實現的。
d.電動機的質量,各種控制裝置的質量和冷卻系統的質量等也要求盡可能小,因此,大功率的高速電動機具有高性能,質量小等優點,在混合動力汽車得到了廣泛地應用。另外,還要求電動機及控制裝置在運轉時的雜訊要低。
e.各種電動機的電壓,可以達到120~500V,對電氣系統安全性和控制系統的安全性,都必須符合國家(或國際)有關車輛電氣控制的安全性能的標准和規定,裝置高壓保護設備。
除此之外,還要求電動機可靠性好,耐溫和耐潮性能強,能夠在較惡劣的環境下長期工作,結構簡單,適合大批量生產,運行時雜訊低,使用維修方便,價格便宜等。
(3)混合動力汽車所用電動機的選擇策略
在確定混合動力汽車所採用的電動機時,首先應採用技術成熟,性能可靠,控制方便和價格便宜的現成的電動機。一般情況下,電動機性能必須充分滿足單獨用電力驅動模式行駛工況時的要求。電動機在低速時應具有大的轉矩和超載能力。在高速運轉時,應具有大的功率和有較寬闊的恆功率范圍。有足夠的動力性能來克服整車的各種阻力,保證其有良好的起動,加速性能和行駛速度及實現制動時的能量回收。現在混合動力汽車上,主要採用能夠實現變頻、調速的高轉速電動機,高速電機的轉速可以達到1萬~1.2萬r/min,在高速運轉時,有更大的功率和有較寬闊的恆功率范圍,體積較小和質量較小,但要求裝置高精度的高速軸襯,需要用高品質的材質來製作,並要保證高效率的冷卻。
(4)雙凸極永磁電動機的簡介
傳統的開關磁阻電機(SRM)雖然可靠性較高,結構十分簡單,單位體積功率與非同步電動機相當或略高一些,而且在寬廣的調速范圍內都具有相當高的效率,但是,從能量轉換的觀點看,SR電機在定子繞組的一個開關周期中,最多隻有半個周期得到利用,電機實際運行時,為避免在電感下降區產生制動力矩,繞組電流的關斷角不得不較多地提前於最大電感位置,半個周期都未能得到充分利用。因此,SR電機僅獲得「一半的利用率」,由此產生了換流問題和相對材料利用率低問題。可以預見,如果能利用定子繞組整個開關周期,在電感下降區也能產生正向轉矩,SR電機的單位體積功率必將大大提高,但傳統結構的SR電機是難以實現的。如果在SR電機中用永磁材料預先建立一個磁場,通過控制定子繞組的電流方向,使永磁體產生的磁場和繞組電流產生的磁場相互作用,就能實現在電感下降區產生正向轉矩的設想。我國稀土材料的儲存量為世界第一,釹鐵硼等高性能稀土永磁材料在電機領域中已得到廣泛應用,大大提高了電機性能,但在SR電機上的實踐才剛剛開始。
雙凸極永磁電動機(Doubly salient permanent magnet motor,簡稱DSPM),是隨著功率電子學和微電子學的飛速發展在90年代剛剛出現的一種新型的機電一體化可控交流調速系統。該系統由雙凸極永磁電機、功率變換器、位置感測器和控制器四部分組成。電機定轉子結構外形與開關磁阻電機相似,呈雙凸極結構,但它在轉子(或定子)上放有永磁體,從而使運行原理和控制策略與開關磁阻電機有本質區別。DSPM系統的主要優點是結構簡單、控制靈活、動態響應快、調速性能好、轉矩/電流比大,可實現各種特殊要求的轉矩/轉速特性,功率因數接近於1,效率高,是電工學科近年來繼開關磁阻電機之後又一全新的研究方向。DSPM電機作為一種應用前景看好的交流調速系統,是由美國著名電機專家T.A.Lipo等人於1992年首先提出的,並進行了初步的理論和實驗研究,此後歐美一些國家也相繼開展了對DSPM電機及其控制系統的研製工作,目前國際上對DSPM電機的研究僅停留在初步理論和樣機實驗階段。關於DSPM電機仍有大量的基礎理論問題,包括電機參數計算,模型建立,分析方法,控制策略等有待深入探討。
『伍』 電動汽車常用的電動機是哪幾種,各有什麼優缺點
電動汽車採用的是蓄電池供電的直流電動機。
其特點是:
(一)調速性能好。所謂「調速性能」,是指電動機在一定負載的條件下,根據需要,人為地改變電動機的轉速。直流電動機可以在重負載條件下,實現均勻、平滑的無級調速,而且調速范圍較寬。
(二)起動力矩大。可以均勻而經濟地實現轉速調節。因此,凡是在重負載下起動或要求均勻調節轉速的機械,例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等,都用直流電動機拖動。
1、直流電動機的工作原理
一般了解
2、直流電動機的構造
分為兩部分:定子與轉子。記住定子與轉子都是由那幾部分構成的,注意:不要把換向極與換向器弄混淆了,記住他們兩個的作用。
定子包括:主磁極,機座,換向極,電刷裝置等。
轉子包括:電樞鐵芯,電樞繞組,換向器,軸和風扇等。
3、直流電動機的勵磁方式
直流電動機的性能與它的勵磁方式密切相關,通常直流電動機的勵磁方式有4種:直流他勵電動機、直流並勵電動機、直流串勵電動機和直流復勵電動機。掌握4種方式各自的特點:
直流他勵電動機: 勵磁繞組與電樞沒有電的聯系,勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。
直流並勵電動機: 並勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓,但是勵磁繞組用細導線繞成,其匝數很多,因此具有較大的電阻,使得通過他的勵磁電流較小。
直流串勵電動機:勵磁繞組是和電樞串聯的,所以這種電動機內磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降,勵磁繞組的電阻越小越好,所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成,他的匝數較少。
直流復勵電動機:電動機的磁通由兩個繞組內的勵磁電流產生。
『陸』 目前新能源汽車上使用的電機主要是什麼電機
新能源汽車是指採用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料、採用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。
新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車、其他新能源汽車等。
在hev上是以電動機驅動作為發動機驅動的輔助動力,但又必須對電池組的質量和整車的整備質量進行限制,以減輕hev的總質量。因此,一般電動-發電機只是在hev發動機啟動,車輛啟動、加速或爬坡時起作用。電動-發電機又是發動機的飛輪,起調節發動機輸出功率作用。電動-發電機還起發電機的作用,電動-發電機又是發動機的飛輪,起調節發動機輸出功率作用。電動-發電機還起發電機的作用,將發動機的動能轉換為電能,儲存到電池組中去。在hev下坡或制動時,將汽車慣性動能轉換為電能,儲存到電池組中去。因此,hev有了電動機的輔助作用,就可以使hev達到節能和「超低污染」的要求。電動機的種類很多,用途廣泛,功率的覆蓋面非常大。但hev所採用的電動機種類少,功率覆蓋面也較小。目前主要採用的交流電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機,不管是電機本身還是它們的控制裝置,成本都比較高,但隨著電動機的電子計算機控制和機電一體化的加速發展,很多新技術正逐步運用到混合動力汽車(hev)的電動機上,一旦形成大規模批量生產,所用電機乃至整車的成本都會得到大大降低。
『柒』 現在新能源汽車上用的電機是什麼電機
新能源汽車的主流電機有直流電機,非同步電機,永磁同步電機三種。
永磁同步電動機的結構與直流電動機相似,這樣便可具備無刷直流電動機結構簡單、運行可靠、功率密度大、調速性能好等特點。與此同時,由於永磁同步電動機採用的驅動方式不同於直流電動機,所以,在噪音以及控制環節上,永磁同步電動機更勝一籌。
『捌』 新能源汽車的優點和缺點有哪些
一、純電動汽車
1、優點:技術相對簡單成熟,只要有電力供應的地方都能夠充電。
2、缺點:蓄電池單位重量儲存的能量太少,還因電動車的電池較貴,又沒形成經濟規模,故購買價格較貴。
二、混合動力汽車
1、優點:採用混合動力後可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,發動機相對較小,處於油耗低、污染少的最優工況下工作。解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本。
2、缺點:系統結構相對復雜;長距離高速行駛省油效果不明顯。
三、燃料電池汽車
1、優點:零排放或近似零排放,減少了機油泄露帶來的水污染,降低了溫室氣體的排放。燃油電池的轉化效率高(60%左右),整車燃油經濟性良好,運行平穩、無雜訊。
2、缺點:燃料電池成本高昂,同時使用成本(氫)也昂貴。
四、氫動力汽車
1、優點:排放物是純水,行駛時不產生任何污染物。
2、缺點:氫燃料成本過高,而且氫燃料的存儲和運輸按照技術條件來說非常困難,因為氫分子非常小,極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣,需要消耗大量能源,除非使用核電來提取,否則無法從根本上降低二氧化碳排放。
五、超級電容汽車
1、優點:充電時間短、功率密度大、容量大、使用壽命長、免維護、經濟環保等,
2、缺點:能量密度低,很難滿足整車需求,故一般作為輔助蓄能器;功率輸出隨著行駛里程加長而衰減等。
(8)新能源汽車上使用各種電動機的優缺點擴展閱讀
國家主席習近平在2019世界新能源汽車大會的賀信中深刻闡釋了中國政府對世界新能源汽車產業的「中國態度」:「加速推進新能源汽車科技創新和相關產業發展,為建設清潔美麗世界、推動構建人類命運共同體作出更大貢獻。」
2019年7月2日上午8時35分,伴隨著輕快、催人奮進的進場曲,以「新時代、新變革、新產業」為主題的首屆世界新能源汽車大會在海南博鰲亞洲論壇國際會議中心拉開帷幕。
2019年被稱為是中國5G商用的元年,電動化、智能化、共享化無疑是未來汽車產業發展的重要方向,此次來自18個國家和地區的幾十款新能源汽車中,「智聯汽車」已不再是一個概念,而更多地在各汽車廠家未來3至5年量產的時間表裡。