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新能源汽车电机驱动系统主要有

发布时间: 2023-01-20 00:13:13

1. 新能源汽车主要靠什么驱动

【太平洋汽车网】新能源车的驱动方式是指不使用常规油料作为驱动的动力,或者是兼用油料的汽车。可以分专成纯电动属的增程电动的混合动力的燃料电池,动力的氢动力的,等新能源类型车。

展开全文传统汽车驱动车辆是依靠内燃机做功,通过变速器改变输出动力的传动比旋转方向,再通过传动轴和车轮实现车辆驱动。而纯电动汽车的电力驱动系统替代了传统汽车的内燃机和变速器,依靠动力电池、逆变器和电机变速单元实现车辆的驱动。

1)基本驱动部件纯电动汽车驱动系统主要的部件包括有动力电池、逆变器、带有电机的变速单元。

图3-2-3所示为典型纯电动汽车驱动系统的原理示意图。在新能源汽车应用中,一般将动力电池组和逆变器之间的电路单元称之为BDU(BatteryDisconnectingUnit)。

2)基本驱动过程纯电动汽车的驱动动力来源是动力电池,但是与传统汽车不同的是,来自动力电池内的电能并不是总一直处于输出状态,在纯电动汽车中还设计有能够回收车辆制动时无用的能量,并回收到动力电池的机构。

纯电动汽车驱动过程中能量的流动主要有以下2条路径:

(1)驱动车辆驱动时来自动力电池的能量通过BDU、逆变器,再进入电机变速单元实现车辆驱动。

(2)回收制动能量制动或车辆减速时,变速单元内的电机将变成发电机,将能量通过逆变器、BDU传回动力电池,为电池充电。

3)主要控制模块纯电动汽车能够实现在不同路况环境下,快速反应并顺利驱动车辆满足驾驶员需求,并不仅仅是依靠上述几个动力部件来完成的,整个驱动系统还需要一套完善的控制模块。即整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS),这3个控制器是纯电动汽车的核心技术,对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

2. 新能源汽车电驱系统是怎么

现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成:驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心,其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。

纯电动汽车驱动电机,电力驱动系统类型

按电力驱动系统的组成和布置形式不同,纯电动汽车分为机械传动型、无变速器型、无差速器型和电动轮型四种类型。

  • 机械传动型纯电动汽车

由发动机前置后轮驱动的燃油汽车发展而来,保留了内燃机汽车的传动系统,只是把内燃机换成了电动机。这种结构可以提高纯电动汽车的起动转矩及低速时的后备功率,对驱动电动机要求低,可选择功率较小的电动机。

  • 无变速器型纯电动汽车

驱动系统的最大特点是取消了离合器和变速器,采用固定速比减速器,通过电动机的控制实现变速功能。这种结构的优点是机构传动装置的质量较轻、体积较小,但对电动机的要求较高,不仅要求有较高的起动转矩,而且要求有较大的后备功率,以保证纯电动汽车的起步、爬坡、加速等动力性能。

  • 无差速器型纯电动汽车

结构采用两个电动机,通过固定速比减速器分别驱动两个车轮,每个电动机的转速可以独立调节。当汽车转向时,由电子控制系统实现电子差速,因此,电动机控制系统比较复杂。

  • 电动轮型纯电动汽车

将电动机直接装在驱动轮内(也称为轮毂电动机),可进一步缩短电动机到驱动车轮之间的动力传递路径,但需要增设减速比较大的行星齿轮减速器,以便将电动机转速降低到理想的车轮转速。这种结构对控制系统控制精度和可靠性的要求较高。

电力驱动系统特性

  1. 能量转换效率高

  2. 无污染、零排放、对环境友好

  3. 灵活方便控制工作状态

  4. 系统工作状态不会受到外界环境的影响

  5. 总体重量不变

  6. 无噪声,对环境没有影响

  7. 安全性好

何为电动汽车三合一电驱系统技术?

电动汽车三合一电驱系统技术是指将电控、电机和减速器集成为一体的技术,随着电动汽车技术的不断演进,集成化设计将无可争辩地成为未来发展的趋势。

目前市面上比较前列的电动驱动系统

  • GKN吉凯恩(纳铁福)

在不需要纯电动或混合动力驱动时,可以通过一个集成的切断装置将电动机从传动系统中断开,该装置采用了机电驱动离合器。GKN还对齿轮和轴承布置进行了优化,实现更高的效率、更好地NVH性能和耐久性。

  • 博世Bosch

博世Bosch新动力系统e-axle电动轴,使电动轴驱动可提供更佳的续航力。博世BOSCH电驱动桥特点:高度集成化、简化冷却管路和功率驱动线缆、平台化设计灵活适配不同车型。

  • ZF三合一电驱系统

采埃孚(ZF)研发的适用于小型和中型轿车的电动车驱动产品,能很好的适应未来的城市交通状况。利用多面压合连接技术来实现铝制推力杆与钢制横结构的链接,具备电能转化效率高和性能优异的特点。

3. 新能源汽车电控系统主要组成部分有哪些

【太平洋汽车网】新能源汽车的电控系统主要由传感器、控制单元、执行器组成。核心部件是控制单元。新能源汽车的主要动力构成,由三部分组成,电池,电驱,以及电控。

一、技术电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件,其功能包括:电池管理,发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。电控系统的材料成本占比不高,但需要经过多次试验才能掌握关键算法,尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略,技术壁垒较高。

电机控制器作为新能源汽车中连接电池与电机的电能转换单元,是电机驱动及控制系统的核心,主要包含IGBT功率半导体模块及其关联电路等硬件部分以及电机控制算法及逻辑保护等软件部分。

电机驱动控制系统(包括驱动电机和电机控制器)是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,控制和驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标。

一般来讲,电机控制器的主要由如下几部分组成:

1、电子控制模块()包括硬件电路和相应的控制软件。硬件电路主要包括微处理器及其最小系统、对电机电流,电压,转速,温度等状态的监测电路、各种硬件保护电路,以及与整车控制器、电池管理系统等外部控制单元数据交互的通信电路。控制软件根据不同类型电机的特点实现相应的控制算法。

2、驱动器(Driver)将微控制器对电机的控制信号转换为驱动功率变换器的驱动信号,并实现功率信号和控制信号的隔离。

3、功率变换模块(PowerConverter)对电机电流进行控制。电动汽车经常使用的功率器件有大功率晶体管、门极可关断晶闸管、功率场效应管、绝缘栅双极晶体管以及智能功率模块等。

目前,电动汽车电机控制器多采用三相全桥电压型逆变电路拓扑,部分产品前置双向DC/DC变换器,以增大电机端输入交流电压,提升高转速下的输出功率,降低电机设计与生产成本。传统控制器中直流支撑电容器体积庞大、耐高温性能较差。为减小直流支撑电容器体积甚至取消直流支撑电容器,新型变换器电路拓扑和控制方法成为电动汽车应用研究的新热点,但尚处于实践探索阶段。目前电动汽车用变流器的研发重点仍然多集中在电力电子集成方面。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

4. 新能源汽车电机驱动系统作用是什么

驱动电机系统是纯电动汽车三大核心部件之一,是电动汽车的动力来源。驱动电机系统是直接将电能转换为机械能的部分,决定了电动汽车的性能指标。驱动电机系统由驱动电动机(DM)和驱动电机控制器(MCU)构成,通过高低压线束、冷却管路,与整车其他系统作电气和散热连接。

整车控制器根据加速踏板、制动踏板、挡位等信号通过CAN网络向电机控制器驱动电车控制器发送指令,实时调节驱动电机的扭矩输出,以实现整车的怠速、加速、能量回收等功能。

电机控制器能对自身温度、电机的运行温度、转子位置进行实时监测,并把相关信息传递给整车控制器VCU,进而调节水泵和冷却风扇工作,使电机保持在理想温度下工作。

二、汽车驱动电机系统的组成部分:

1、驱动电动机:

(1)永磁同步电机:一种典型的驱动电机,具有效率高、体积小、可靠性高等优点,是动力系统的执行机构,是电能转化为机械能载体。它依靠内置旋转变压器、温度传感器,来提供电机的工作状态信息,并将电机运行状态信息实时发送给MCU。

(2)旋转变压器:检测电机转子位置,经过电机控制器内旋变解码器解码后,电机控制器可获知电机当前转子位置,从而控制相应的IGBT功率管导通,按顺序给定子三个线圈通电,驱动电机旋转。

(3)温度传感器:作用是检测电机绕组温度,并提信息供给MCU,再由MCU通过CAN线传给VCU,进而控制水泵工作、水路循环、冷却电子扇工作,调节电机工作温度。

2、驱动电机控制器:

(1)驱动电机控制器对所有的输入信号进行处理,并将驱动电机控制系统运行状态信息通过网络发送给整车控制器。驱动电机控制器内含故障诊断电路,当电机出现异常时,达到一定条件后,它将会激活一个错误代码并发送给VCU整车控制器,同时也会储存该故障码和相关数据。

(2)驱动电机控制器主要依靠电流传感器、电压传感器和温度传感器来进行电机运行状态的监测,根据相应参数进行电压、电流的调整控制以及其它控制功能的完成。

(3)电流传感器用于检测电机工作实际电流,包括母线电流、三相交流电流。

(4)电压传感器用于检测供给电机控制器工作的实际电压,包括动力电池电压、12V蓄电池电压。

(5)温度传感器用于检测电机控制系统的工作温度,包括IGBT模块的温度。

三、新能源汽车驱动电机系统的工作过程:

1、D挡加速行驶驾驶员挂D挡并踩加速踏板,此时挡位信息和加速信息通过信号线传递给整车控制器,整车控制器把驾驶员的操作意图传递给驱动电机控制器,再由驱动电机控制器结合旋变传感器信息(转子位置),进而向永磁同步电动机的定子通入三相交流电,三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。

(图/文/摄: 问答叫兽) 奔驰S级 问界M5 理想ONE 别克GL8 小鹏P5 小鹏汽车P7 @2019

5. 电动汽车电机驱动系统部分组成

1.驱动电机控制器的结构驱动电机控制器是一种电压型逆变器,它利用IGBT将直流电转换成额定电压为330伏的交流电,其主要功能是控制电动机和发电机根据不同的工况来控制电动机的正反转、功率、扭矩和转速。即控制电机的前进和后退,维持电动车的正常运行。关键部分是IGBT,它实际上是一个大电容。目的是控制电流运行,保证驾驶员能根据自己的意愿输出合适的电流参数。

驱动电机控制器总成由上层、中层和下层组成。上下两层为电机控制单元,中间层为水道冷却控制单元。该总成还包括信号连接器、两个动力电池正负极连接器、三个电机三相线连接器、两个水套连接器等外围附件。电机的结构如下图所示。

2.驱动电机控制器①的功能是控制电机的正反转驱动和正反转发电。②控制电机的功率输出,同时保护电机。③通过CAN与其他控制模块通信,接收和发送相关信号,间接控制车辆上相关系统的正常运行。④制动能量供给控制。⑤内部故障的检测和处理。⑥最大运行速度:额定电压下,最大运行速度为7500r/min。⑦半坡启动功能。⑧防止电机失控和IPM保护。⑨采集P、R、N、D档信号。⑩采集油门深度传感器和刹车深度传感器的信号。

3.绝缘栅双极晶体管的控制原理绝缘栅双极晶体管被认为是电动汽车的核心技术之一。它的功能是转换交流和DC,同时还承担高低压转换的功能。此外,电机回收的交流电流也转化为蓄电池可以充电的电流。IGBT的结构如下图所示。

动力电池组和电机的正负极分别与IGBT模块的输入输出端相连,IGBT的输出电压由主控制器输入的PWM信号控制。在控制器运行过程中,主控制器通过采集和分析加速踏板、制动踏板、车速等传感器信号来控制电机电压的输出。输出方式为向IGBT模块传输PWM信号,采集电机电压、电机电流、电机温度、IGBT模块等反馈信号,保护系统不发生过流、过压、过热。

4.驱动系统控制策略电动汽车行驶过程中,驾驶员根据实际行驶工况,通过操作油门踏板、刹车踏板和变速箱操纵杆来控制电动汽车的速度。不考虑换挡,油门踏板的信号代表驾驶员的指令,所以电动汽车的速度实际上是通过驾驶员的广义闭环速度控制来实现的。

根据油门踏板所代表的给定指令,控制系统可分为开环控制系统、电流闭环控制系统和速度-电流双闭环控制系统。

开环控制系统利用油门踏板信号代表主控制器向IGBT模块传输PWM占空比空比值信号,电路简单,成本低,但当电池电压参数发生变化时,没有自动调节功能,抗干扰能力差,启动加速度低,功率指示低。

电流单闭环控制系统是用油门踏板信号来表示电机的电枢电流,即电机的输出转矩。目前单闭环速度控制系统的主要特点是响应时间短、控制准确、自调节能力强,但这种系统容易出现过流现象,可能导致电机或控制器损坏。

油门踏板信号代表驾驶员期望车速的控制系统称为车速控制系统。如果安装车速传感器检测车速并与期望车速进行比较形成逆控制,称为车速单闭环控制系统。双闭环控制系统动态性能令人满意,油门踏板的位置直接代表了驾驶员的预期车速,直观易懂,起步加速性和动态性好。

动力电机的再生制动:“再生制动”用于电力系统,利用电机产生的动力再利用动能。通常电机通电后开始转动,但当外力带动电机转动时,可以作为发电机发电。因此,利用驱动轮的旋转力驱动电机发电,发电时的阻力可以在给蓄电池充电的同时减速。该系统在制动时与液压制动同时控制再生制动,将减速时作为摩擦热损失的动能完美地回收为驱动能量。在城市中行驶时,反复调速运行具有较高的能量回收效果,因此低速时首先使用再生制动。例如,在城市中行驶100公里可以再生相当于1L汽油的能量。

5.预充电信号回路控制预充电目的:在没有预充电的情况下,主接触器的吸合可能导致过大的电流烧结主接触器,击穿电容器。当钥匙打开时,为了减轻高压电池的影响,电池管理器首先接合预充电接触器来控制继电器。动力电池的高压电通过预充电接触器和两个并联的限流电阻加载到母线的正极。当驱动电机控制器检查到总线正极的电压达到动力电池额定电压的2/3时,它会向电池管理器反馈一个预充电信号。之后,组合仪表的OK灯亮起,电池管理器控制正放电接触器的控制器接通和断开预充电接触器的控制器。

如果有任何故障,请用诊断仪器检查预充电。如果预充电失败,请执行以下操作。①检查电池管理器是否预充电。②从电池管理器的K05连接器后端引出。③检查线束端子 M3 3-25和车身之间的电压。如果没有,更换电池管理器并检查高压电源电路。预充信号电路如下图所示。

6.驱动电机控制器的故障代码

@2019

6. 新能源汽车电机驱动系统有什么作用

【太平洋汽车网】电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,驱动电机及其控制系统是新能源汽车的核心部件(电池、电机、电控)之一,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。

电动汽车中的燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类都要用电动机来驱动车轮行驶,选择合适的电动机是提高各类电动汽车性价比的重要因素,因此研发或完善能同时满足车辆行驶过程中的各项性能要求,并具有坚固耐用、造价低、效能高等特点的电动机驱动方式显得极其重要。

驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。电机驱动系统主要由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器以及电源等部分构成。

电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器(逆变器)构成,驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1,根据设计原理与分类方式的不同,电机的具体构造与成本构成也有所差异。电机的控制系统主要起到调节电机运行状态,使其满足整车不同运行要求的目的。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

7. 纯电动汽车电机驱动系统有哪几部分组成

电机驱动系统主要由中央控制器、驱动控制器、电动机、冷却系统、机械传动装置等组成。

8. 新能源汽车有几种电机驱动

【太平洋汽车网】新能源汽车有4种电机驱动,电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行使中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。电动汽车的整个驱动系统包括电动机驱动系统与其机械传动机构两个部分。

什么是电机?

所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

电动机的发展状态及分类电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机,这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能,这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较:

★直流电动机优点:成本低、易控制、调速性能良好缺点:结构复杂、转速低、体积大、维护频繁特性:在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

9. 纯电动汽车的驱动系统由哪些部分组成

电动汽车由动力电池、底盘、车身和电器四部分组成。动力电池作为电动汽车的重要组成部分,分为电池模组、电池管理系统、热管理系统、电气及机械系统这四个主要部分。底盘由驱动电机及控制系统、行驶系统、转向系统和制动及能量回收系统四部分组成。

纯电动汽车驱动系统的组成如图7所示,主要由中央控制单元、驱动控制器、驱动电动机、机械传动装置等组成。为适应驾驶人的传统操纵习惯,纯电动汽车仍保留了加速踏板、制动踏板及有关操纵手柄或按钮等。不过在电动汽车上是将加速踏板、制动踏板的机械位移量转换为相应的电信号输入到中央控制单元来对汽车的行驶实行控制的。对于挡位变速杆,为遵循驾驶人的传统习惯,一般仍需保留,同样除传统的驱动模式外也就只有前进、空挡、倒退三个挡位,并且以开关信号传输到中央控制单元来对汽车进行前进、停车、倒车控制。

10. 新能源汽车的驱动电机有哪几种形式

【太平洋汽车网】新能源汽车电机类型主要分为直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。目前交流异步感应电机和开关磁阻电机主要应用于新能源商用车,开关磁阻电机的实际装配应用较少;永磁同步电机主要应用于新能源乘用车。

驱动电机系统是新能源汽车核心系统之一,其性能决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。驱动电机系统主要是由电机及其控制器组成,其中电机主要由定子、转子、机壳、连接器、旋转变压器等零部件装配而成。电动机一般要求具有电动、发电两项功能,按类型可选用直流、交流、永磁无刷或开关磁阻等几种电动机,功率转换器按所选电机类型,有DC/DC功率变换器、DC/AC功率变换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流要求,将蓄电池的直流电转换为相应电压等级的直流、交流或脉冲电源。电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械,用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率,向机械系统输出机械功率。

根据中国汽车工业协会数据显示,2018年1-11月,中国新能源汽车产销分别完成105.4万辆和103万辆,比2017年同期分别增长63.6%和68%。其中纯电动汽车产销分别完成80.7万辆和79.1万辆,比2017年同期分别增长50.3%和55.7%;插电式混合动力汽车产销分别完成24.7万辆和23.9万辆,比2017年同期分别增长130.3%和127.6%。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

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