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新能源汽车上使用各种电动机的优缺点

发布时间: 2021-04-23 04:23:19

『壹』 新能源汽车选用电机有何要求

1、电动汽车对于驱动电机的要求

目前电动汽车主要有三个性能指标:

(1)最大行驶里程(km):电动汽车在电池充满电后的最大行驶里程;

(2)加速能力(s):电动汽车从静止加速到一定的时速所需要的最小时间;

(3)最高时速(km/h):电动汽车所能达到的最高时速。
在美国某机场运营的纯电动客车

大家都知道,电机分很多种。单工业电机就有很多。但是作为电动汽车的驱动电机,其诞生之初就有着独特的性能要求:

(1)适用汽车各种工况:频繁的启动/停车、加速/减速,这就要求电动汽车的驱动电机满足转矩控制的动态性能要高。

(2)为了减少整车的重量,通常取消多级变速器,这就要求在低速或爬坡时,电机可以提供较高的转矩,通常来说要能够承受4-5倍的过载;

(3)驱动电机调速性能要好:要求调速范围尽量大,同时在整个调速范围内还需要保持较高的运行效率;

(4)电机设计时尽量设计为高额定转速,同时尽量采用铝合金外壳,高速电机体积小,有利于减少电动汽车的重量;

(5)电动汽车应具有最优化的能量利用,具有制动能量回收功能,再生制动回收的能量一般要达到总能量的10%-20%;

(6)可靠性好:鉴于电动汽车所使用的电机工作环境更加复杂、恶劣,因此,可靠性必须要高。同时还要保证电机生产的成本不能过高。

2、几种常用的驱动电机

2.1直流电动机
直流电动机

在电动汽车发展的早期,大部分的电动汽车都采用直流电动机作为驱动电机,这类电机技术较为成熟,有着控制方式容易,调速优良的特点,曾经在调速电动机领域内有着最为广泛的应用。

但是由于直流电动机有着复杂的机械结构,例如:电刷和机械换向器等,导致它的瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制,而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,提高了维护成本。

此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,浪费能量,散热困难,也会造成高频电磁干扰,影响整车性能。由于直流电动机有着以上缺点,目前的电动汽车已经基本将直流电机淘汰。

2.2交流异步电动机

交流异步电动机

交流异步电机是目前工业中应用十分广泛的一类电机,其特点是定、转子由硅钢片叠压而成,两端用铝盖封装,定、转子之间没有相互接触的机械部件,结构简单,运行可靠耐用,维修方便。交流异步电机与同功率的直流电动机相比效率更高,质量约轻了二分之一左右。

如果采用矢量控制的控制方式,可以获得与直流电机相媲美的可控性和更宽的调速范围。由于有着效率高、比功率较大、适合于高速运转等优势,交流异步机是目前大功率电动汽车上应用最广的电机。

『贰』 新能源汽车常用的几种电机

你好根据你的描述,永磁同步电机,和异步电机等。希望我的回答对你有帮助,望采纳,谢谢!!

『叁』 纯电动汽车使用永磁同步电机和异步电机的利弊代表车型

1.永磁同步电机

永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能,永磁同步电机作发电机(generator)用;此外,当定子侧通入三相对称电流,由于三相定子在空间位置上相差120,所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场,转子旋转磁场中受到电磁力作用运动,此时电能转化为动能,永磁同步电机作电动机(motor)用。

优点:

1.效率高:因为它的励磁磁场(转子磁场)是由磁铁提供的,所以省去一部分励磁磁场所需的电能。

2.调速范围大:由于他是永磁作为励磁磁场,因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。

3.体积小重量轻:因为它的结构简单,因此无论体积还是重量都相对较小。

4.发热小,密封性强,免维护。

缺点:

1.抗震性较差:由于现在大部分永磁材料都采用钕铁硼强磁材料,这种材料较为硬脆,因此受到强烈震动有可能会碎裂。

2.抗热冲击较差:由于转子采用磁性材料,而电机在运行或者环境温度过高情况下会引起磁铁退磁,因此会造成动力下降


『肆』 关于新能源汽车上所用电机

在HEV上是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力,但又必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制,以减轻HEV的总质量。因此,一般电动-发电机只是在HEV发动机启动,车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,将发动机的动能转换为电能,储存到电池组中去。在HEV下坡或制动时,将汽车惯性动能转换为电能,储存到电池组中去。因此,HEV有了电动机的辅助作用,就可以使HEV达到节能和“超低污染”的要求。电动机的种类很多,用途广泛,功率的覆盖面非常大。但HEV所采用的电动机种类少,功率覆盖面也较小。目前主要采用的交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机,不管是电机本身还是它们的控制装置,成本都比较高,但随着电动机的电子计算机控制和机电一体化的加速发展,很多新技术正逐步运用到混合动力汽车(HEV)的电动机上,一旦形成大规模批量生产,所用电机乃至整车的成本都会得到大大降低。

(1)混合动力汽车用电动机的发展概况
蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后,19世纪末到20世纪上半叶电机又引起了第二次产业革命,使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命,是生产和消费从工业化向自动化,智能化时代转变;推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。21世纪伊始,世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然,汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力,然而,汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。显然,加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业,将会使这两大全球问题继续恶化。于是,电动车(包括纯电动车,混合动力汽车,燃料电池电动车)概念的提出,将会是未来世界汽车工业发展的新方向,不过就当今世界科技水平来说,混合动力汽车的研究与开发相比其它两种形式更具有现实意义,应该作为这一新方向的第一步。20世纪80年代前,几乎所有的电动车驱动电机均为直流电机,但随着电动车(混合动力汽车)性能的提高,其在高负载下转速的限制,体积大等缺点逐渐暴露,取而代之的是交流异步电机,永磁电机,开关磁阻电机以及新型的双凸极永磁电机,而上述电机在用于混合动力汽车上所表现出来的性能也是一个比一个优越。目前,双凸极永磁电机的机理和设计控制理论还有待于进一步的研究与完善,不过它作为混合动力汽车的电动机有着潜在的巨大优势。

(2)混合动力汽车对电动机的基本要求
a.从日本汽车公司开发电动汽车的研究和实践认为,在采用大功率的电动机来驱动HEV时,与采用小功率的电动机比较,具有电阻小,效率高,比能耗低,动力性能好等优点。但在目前的条件下,各种电池的比能量较小,理所当然地采用小功率的电动机,因而出现电阻大,效率低,比能耗高,动力性能差等问题。
b.混合动力汽车的电动机应具有较大范围内的调速性能,能够根据驾驶员对加速踏板和对制动踏板的控制,由中央控制器控制电动机与发动机之间动力的协调。以获得所需要的起动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩,使它们达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制效果。
c.混合动力汽车应具有最优化的能量利用,电动机应具有高效率、低损耗,并在车辆减速时实现能量回收并反馈回蓄电池,这点在内燃机汽车上是不能实现的。
d.电动机的质量,各种控制装置的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小,因此,大功率的高速电动机具有高性能,质量小等优点,在混合动力汽车得到了广泛地应用。另外,还要求电动机及控制装置在运转时的噪声要低。
e.各种电动机的电压,可以达到120~500V,对电气系统安全性和控制系统的安全性,都必须符合国家(或国际)有关车辆电气控制的安全性能的标准和规定,装置高压保护设备。
除此之外,还要求电动机可靠性好,耐温和耐潮性能强,能够在较恶劣的环境下长期工作,结构简单,适合大批量生产,运行时噪声低,使用维修方便,价格便宜等。

(3)混合动力汽车所用电动机的选择策略
在确定混合动力汽车所采用的电动机时,首先应采用技术成熟,性能可靠,控制方便和价格便宜的现成的电动机。一般情况下,电动机性能必须充分满足单独用电力驱动模式行驶工况时的要求。电动机在低速时应具有大的转矩和超载能力。在高速运转时,应具有大的功率和有较宽阔的恒功率范围。有足够的动力性能来克服整车的各种阻力,保证其有良好的起动,加速性能和行驶速度及实现制动时的能量回收。现在混合动力汽车上,主要采用能够实现变频、调速的高转速电动机,高速电机的转速可以达到1万~1.2万r/min,在高速运转时,有更大的功率和有较宽阔的恒功率范围,体积较小和质量较小,但要求装置高精度的高速轴衬,需要用高品质的材质来制作,并要保证高效率的冷却。

(4)双凸极永磁电动机的简介
传统的开关磁阻电机(SRM)虽然可靠性较高,结构十分简单,单位体积功率与异步电动机相当或略高一些,而且在宽广的调速范围内都具有相当高的效率,但是,从能量转换的观点看,SR电机在定子绕组的一个开关周期中,最多只有半个周期得到利用,电机实际运行时,为避免在电感下降区产生制动力矩,绕组电流的关断角不得不较多地提前于最大电感位置,半个周期都未能得到充分利用。因此,SR电机仅获得“一半的利用率”,由此产生了换流问题和相对材料利用率低问题。可以预见,如果能利用定子绕组整个开关周期,在电感下降区也能产生正向转矩,SR电机的单位体积功率必将大大提高,但传统结构的SR电机是难以实现的。如果在SR电机中用永磁材料预先建立一个磁场,通过控制定子绕组的电流方向,使永磁体产生的磁场和绕组电流产生的磁场相互作用,就能实现在电感下降区产生正向转矩的设想。我国稀土材料的储存量为世界第一,钕铁硼等高性能稀土永磁材料在电机领域中已得到广泛应用,大大提高了电机性能,但在SR电机上的实践才刚刚开始。
双凸极永磁电动机(Doubly salient permanent magnet motor,简称DSPM),是随着功率电子学和微电子学的飞速发展在90年代刚刚出现的一种新型的机电一体化可控交流调速系统。该系统由双凸极永磁电机、功率变换器、位置传感器和控制器四部分组成。电机定转子结构外形与开关磁阻电机相似,呈双凸极结构,但它在转子(或定子)上放有永磁体,从而使运行原理和控制策略与开关磁阻电机有本质区别。DSPM系统的主要优点是结构简单、控制灵活、动态响应快、调速性能好、转矩/电流比大,可实现各种特殊要求的转矩/转速特性,功率因数接近于1,效率高,是电工学科近年来继开关磁阻电机之后又一全新的研究方向。DSPM电机作为一种应用前景看好的交流调速系统,是由美国著名电机专家T.A.Lipo等人于1992年首先提出的,并进行了初步的理论和实验研究,此后欧美一些国家也相继开展了对DSPM电机及其控制系统的研制工作,目前国际上对DSPM电机的研究仅停留在初步理论和样机实验阶段。关于DSPM电机仍有大量的基础理论问题,包括电机参数计算,模型建立,分析方法,控制策略等有待深入探讨。

『伍』 电动汽车常用的电动机是哪几种,各有什么优缺点

电动汽车采用的是蓄电池供电的直流电动机。

其特点是:

(一)调速性能好。所谓“调速性能”,是指电动机在一定负载的条件下,根据需要,人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。

(二)起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此,凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械,例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等,都用直流电动机拖动。

1、直流电动机的工作原理
一般了解
2、直流电动机的构造
分为两部分:定子与转子。记住定子与转子都是由那几部分构成的,注意:不要把换向极与换向器弄混淆了,记住他们两个的作用。
定子包括:主磁极,机座,换向极,电刷装置等。
转子包括:电枢铁芯,电枢绕组,换向器,轴和风扇等。
3、直流电动机的励磁方式
直流电动机的性能与它的励磁方式密切相关,通常直流电动机的励磁方式有4种:直流他励电动机、直流并励电动机、直流串励电动机和直流复励电动机。掌握4种方式各自的特点:
直流他励电动机: 励磁绕组与电枢没有电的联系,励磁电路是由另外直流电源供给的。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。
直流并励电动机: 并励绕组两端电压就是电枢两端电压,但是励磁绕组用细导线绕成,其匝数很多,因此具有较大的电阻,使得通过他的励磁电流较小。
直流串励电动机:励磁绕组是和电枢串联的,所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降,励磁绕组的电阻越小越好,所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成,他的匝数较少。
直流复励电动机:电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。

『陆』 目前新能源汽车上使用的电机主要是什么电机

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
在hev上是以电动机驱动作为发动机驱动的辅助动力,但又必须对电池组的质量和整车的整备质量进行限制,以减轻hev的总质量。因此,一般电动-发电机只是在hev发动机启动,车辆启动、加速或爬坡时起作用。电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,电动-发电机又是发动机的飞轮,起调节发动机输出功率作用。电动-发电机还起发电机的作用,将发动机的动能转换为电能,储存到电池组中去。在hev下坡或制动时,将汽车惯性动能转换为电能,储存到电池组中去。因此,hev有了电动机的辅助作用,就可以使hev达到节能和“超低污染”的要求。电动机的种类很多,用途广泛,功率的覆盖面非常大。但hev所采用的电动机种类少,功率覆盖面也较小。目前主要采用的交流电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机,不管是电机本身还是它们的控制装置,成本都比较高,但随着电动机的电子计算机控制和机电一体化的加速发展,很多新技术正逐步运用到混合动力汽车(hev)的电动机上,一旦形成大规模批量生产,所用电机乃至整车的成本都会得到大大降低。

『柒』 现在新能源汽车上用的电机是什么电机

新能源汽车的主流电机有直流电机,异步电机,永磁同步电机三种。

永磁同步电动机的结构与直流电动机相似,这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时,由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机,所以,在噪音以及控制环节上,永磁同步电动机更胜一筹。

『捌』 新能源汽车的优点和缺点有哪些

一、纯电动汽车

1、优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。

2、缺点:蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵。

二、混合动力汽车

1、优点:采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,发动机相对较小,处于油耗低、污染少的最优工况下工作。解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。可让电池保持在良好的工作状态,不发生过充、过放,延长其使用寿命,降低成本。

2、缺点:系统结构相对复杂;长距离高速行驶省油效果不明显。

三、燃料电池汽车

1、优点:零排放或近似零排放,减少了机油泄露带来的水污染,降低了温室气体的排放。燃油电池的转化效率高(60%左右),整车燃油经济性良好,运行平稳、无噪声。

2、缺点:燃料电池成本高昂,同时使用成本(氢)也昂贵。

四、氢动力汽车

1、优点:排放物是纯水,行驶时不产生任何污染物。

2、缺点:氢燃料成本过高,而且氢燃料的存储和运输按照技术条件来说非常困难,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸。氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气,需要消耗大量能源,除非使用核电来提取,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。

五、超级电容汽车

1、优点:充电时间短、功率密度大、容量大、使用寿命长、免维护、经济环保等,

2、缺点:能量密度低,很难满足整车需求,故一般作为辅助蓄能器;功率输出随着行驶里程加长而衰减等。

(8)新能源汽车上使用各种电动机的优缺点扩展阅读

国家主席习近平在2019世界新能源汽车大会的贺信中深刻阐释了中国政府对世界新能源汽车产业的“中国态度”:“加速推进新能源汽车科技创新和相关产业发展,为建设清洁美丽世界、推动构建人类命运共同体作出更大贡献。”

2019年7月2日上午8时35分,伴随着轻快、催人奋进的进场曲,以“新时代、新变革、新产业”为主题的首届世界新能源汽车大会在海南博鳌亚洲论坛国际会议中心拉开帷幕。

2019年被称为是中国5G商用的元年,电动化、智能化、共享化无疑是未来汽车产业发展的重要方向,此次来自18个国家和地区的几十款新能源汽车中,“智联汽车”已不再是一个概念,而更多地在各汽车厂家未来3至5年量产的时间表里。

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