全面解读电动汽车电机基础知识

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全面解读电动汽车电机基础知识

全面解读电动汽车电机基础知识

现在电动汽车的发展越来越快,而电动汽车电机的研发,更是引起了大家的关注,不过真正了解电动汽车电机的人却寥寥无几。小编为大家搜罗多方资料,为大家好好讲一下电动汽车电机的知识。让我们一起探讨下高科技的汽车心脏!

电动汽车电机的地位

电控系统是电动车的大脑,指挥着电动汽车的电子器件的运行,而车载能源系统是电控系统中的核心技术,它是衔接电池以及电池组和整车系统的一个纽带,其中包括电池管理技术,车载充电技术以及DCDC技术和能源系统总线技术等。因此车载能源系统技术日益成为产业应用技术研究的重要方向,并且,也日益成为产业发展的重要标志。目前,该技术已经成为制约电动汽车产业链衔接和发展的重要瓶颈。

电动汽车电机的产业化转型

电动汽车出现由研发向产业化转型的迹象,骨干汽车企业和动力蓄电池、驱动电机、控制器等核心部件生产企业在几年的推广、示范工作中发展壮大,推出了一系列满足性能要求的产品。但是作为共性关键技术的驱动电机、电池等关键零部件技术,其可靠性、成本、耐久性等主要指标尚不能满足电动汽车发展的需求,成为电动汽车发展的主要制约因素。

电动汽车电机研发困难

从电动汽车的产业链来看,受益端主要可能集中在核心零部件,上游资源端中对资源控制力强的公司也会较为受益。

研发困难的主要原因如下:

第一:电池是当前电动汽车技术和成本上的最大瓶颈。

第二:由于矿物资源的稀缺性,锂、镍等上游资源类企业也将有较大获利。

第三:整车厂商目前比较杂乱、没有确定的垄断领先优势,应首先关注拥有核心技术或者拥有技术上成熟、可商业化车型的厂商。

电动汽车电机对驱动系统要求

高电压、小质量、较大的起动转矩和较大的调速范围、良好的起动性能和加速性能、高效率,低损耗、高可靠性。在选择电动汽车电机驱动系统时,需要考虑的几个关键问题:成本、可靠性、效率、维护、耐用性、重量和尺寸、噪声等。在纯电动汽车选择电机时包括有电机类型、功率、扭矩、转速的选择。

电动汽车电机分类

现在电动汽车上应用的电机主要有直流电机、交流感应电机、永磁电机和开关磁阻电机。

1、电动汽车直流电机

优点:是起动加速转巨大,电磁转矩控制特性良好,调速方便,控制装置简单,成本较低。

缺点:有机械换向器,当在高速大负荷下运行时,换向器表面有火花出现,因此不宜太高的电机转速。比较与其他驱动系统而言处于劣势,已经逐渐被淘汰。

2、电动汽车交流感应电机

交流感应电机定子用于产生磁场,由定子铁芯、定子绕组、铁芯外侧的外壳、支撑转子轴的轴承组成。交流电机有价格低、以维护、体积小的优点,但是交流电机的控制比较复杂。已经成为交流驱动电动汽车的首选。

3、电动汽车交流感应电机

永磁电机,采用永磁体来产生气隙磁通量,永磁体代替了直流电机中的磁场线圈和感应电机中定子的励磁体。永磁同步电机具有高效率、高力矩惯量比、高能量密度,尤其是其低速大扭矩的优点能满足车辆在复杂多变的道路下行驶,是个高性能而且低碳环保电机随着稀土永磁材料的出现有望与交流感应电机争夺

市场。特别是在中小功率范围内等到了广泛的应用。

4、电动汽车开关磁阻电机

开关磁阻电机定、转子都是普通硅钢片叠压成的双凸极结构。

电动汽车驱动电机的设计与选型

电动汽车驱动电机的设计与选型 全世界的汽车保有量和使用量的逐日增大,世界能源问题越来越突出,电动汽车方向逐渐出现并在汽车领域占有了一个非常重要的位置。早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。 相对与传动汽车、单电机集中驱动的汽车,轮毂电机式电动汽车具有以下优点:动力控制通过电子线控技术实现对各电动轮进行无级变速控制,以及各电动轮之间的差速要求,省略了传统汽车所需的波箱、离合器、变速器、传动轴等;在电机所安装的位置同时可见,整车的结构变得简洁、紧凑,车身高降低,可利用空间大,传动效率高。容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。底盘结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。若能将底盘承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导入线控四轮转向技术(4WS),实现车辆转向行驶高性能化,可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。(说起来很轻松,但是如果真正实现起

来,上面那段话恐怕十年之内都没办法产业化,比如机电复合制动,比如制动能量回馈,原理不难,难的是在技术、成本、产业、供应商等等条件都成熟起来之后......)1.电动汽车基本参数参数确定1.1 该电动汽车基本参数要求,如下表:1.2 动力性指标如下: 最大车速X;在车速=60km/h时爬坡度5%(3度);在车速=40km/h时爬坡度12% (6.8度);原地起步至100km/h的加速时间;最大爬坡度(16度);0到75km/h加速时间;具备2~3倍过载能力。2.电机参数设计一般来说,电动汽车整车动力性能指标中最高车速对应的是持续工作区,即电动机的额定功率;而最大爬坡度和全力加速时间对应的是短时工作区(1~5min),即电动机的峰值功率。2.1 以最高车速确定电机额定功率根据虽高车速计算电机功率时,不考虑加速阻力和坡道阻力,电机功率应满足:式中:电机输出功率,kw;传动系效率,取0.9;最大车重,取1400kg;滚动摩擦系数,取0.014;风阻系数,取0.33;迎风面积,取2.50㎡;最高车速,取100km/h。根据(1)(2)式,可以计算出满足最高车速时,电机输出额定功率为21.023kw[3]。2.2 根据要求车速的爬坡度计算 根据公式(4),其中在车速=60km/h时爬坡度5%可得:根据公式(4),其中在车速=40km/h时爬坡度12%可得: 根据(4)式,可以计算出满足车速为60km/h时,爬坡度为

汽车用驱动电机的特点和选型方法

注:表中性能从高到底的符号依次为:◎、○、□ 从高效率区来讲,表现出来的结果是永磁同步电机高效率区更宽,这也和电机的本身原理是有关系。像交流异步电机转子一定要励磁,就会损失一部分的能量,永磁电机因为转子永磁体本身可以产生磁场,使得效率占优。对于开关磁阻电机来说,转子上没有永磁体,也不需要感应,完全靠磁阻的变化,所以效率比永磁电机来说更低一些。如果说到调速范围,交流异步电机和永磁同步电机具有同类的调速的性能;如果说到恒功率范围,由于交流异步电机自身的特性,它的恒功率区一定会比永磁同步电机低一些。作为电动汽车驱动电机使用,直流电机和永磁式电机在结构和面对复杂的工作环境适应性太差,很容易发生机械和退磁的故障。开关磁阻电机应用到电动汽车是必然的趋势。 3.电机参数的选择 驱动电机选型主要参考的参数为:最大转矩,峰值功率,额定功率,最高转速,基速。在驱动电机选型时,确定峰值功率的决定性因素是百公里加速时间,确定最大转矩的决定性因素是最大爬坡度。 3.1 驱动电机的额定功率选择 汽车行驶的方程式为[9]: (1) 其中, Ttq/ Nm为电机转矩,nt为传动系统效率,i为当前挡位的总传动比,ua/(km/h)为车速,g为重力加速度,α/°为爬坡角度,最大质量m/kg、迎风面积A/m2、空气阻力系数CD、车轮滚动半径r/m。 电动汽车需要满足上述力的相互平衡,同时满足功率的平衡。驱动电机的额定功率应当满足纯电动汽车对最高速度的要求。考虑到驱动电机有一定过载能力,可以代入90%最高速度计算额定功率[8]。即额定功率须满足: (2) 其中umax/(km/h)为持续最高车速。根据式(1)可计算得出额定功率P。 3.2 驱动电机的峰值功率选择 驱动电机的峰值功率应同时满足电动汽车瞬时最高车速,最大爬坡度和加速性能的要求。a.纯电动汽车以某一速度完成最大爬坡时的功率需求为: (3) 其中,Pmax-i/kW为满足最大爬坡度要求的峰值功率,αmax/°为最大爬坡角度,ui/(km/h)为爬坡车速。代入数据得到Pmax_i。 b.纯电动汽车加速时的功率需求为: (4) 其中,Pmax_a/kW为满足最短加速时间要求的峰值功率。 对等式两边进行处理并对时间积分,得到: (5) 其中,Ft/N为驱动力,ut/(km/h)为加速过程的终速,根据动力性能要求应取值100 km/h,t/s为百公里加速时间。要特别注意的是,驱动电机基速前恒转矩,基速后恒功率的特性决定了驱动力Ft为一分段函数,即: (u≤ui)(6) (u>ui)(6)

电动汽车驱动电机匹配设计.

电动汽车驱动电机匹配设计 目录 1 概述 (1) 2 世界电动汽车发展史 (2) 3 电驱动系统的基本要求 (5) 3.1电驱动系统结构 (5) 3.2电机的基本性能要求 (6) 4 电动汽车基本参数参数确定 (7) 4.1电动汽车基本参数要求 (7) 4.2 动力性指标 (7) 5 电机参数设计 (7) 5.1 以最高车速确定电机额定功率 (7) 5.2 根据要求车速的爬坡度计算 (8) 5.3 根据最大爬坡度确定电机的额定功率 (9) 5.4 根据额定功率来确定电机的最大功率 (9) 5.5 电机额定转速和转速的选择 (9) 6 传动系最大传动比的设计 (10) 7 电机的种类与性能分析 (11) 7.1 直流电动机 (11) 7.2交流三相感应电动机 (11)

7.3 永磁无刷直流电动机 (11) 7.4 开关磁阻电动机 (12) 8 电机的选择 (13) 9 电机其他选择与设计 (15) 9.1 电机形状位置设计 (15) 9.2 电机冷却设计 (15) 10 总结与展望 (17) 10.1 总结 (17) 10.2 问题与展望 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 1.概述 汽车工业在促进世界经济飞速发展和给人们生活提供便利的同时,又展现出了其双刃剑的另一面,它将能源与环境问题推到了日益尴尬的处境。“能源、环境和安全”成为了21世纪世界汽车工业发展的3大主题。其中,能源与环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车工业可持续发展的症结所在,更成为重中之重。电动汽车使用电能作为动力能源,而电能具有来源广、清洁无污染等特点。电动汽车被公认为21世纪重要的交通工具。 电动汽车是指汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车,它主要以动力电池组为车载能量源,是涉及机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。按照汽车行驶动力来源的不同,一般将电动汽车划分为纯电动汽车(Pure Electric Vehicle,PEV)、混合动力电动汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV)、插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)和燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV)4种基本类型。 自1881年法国电气工程师Gustave Trouve制造出首辆电动汽车开始,电动汽车经历了曲折起伏的几个发展阶段,其中的决定因素就是动力电池技术和人们

电动车电机及电池选型计算

CV11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 2、关于CV11整车参数 3、轮边电机选型计算 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,

风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。根据爬坡性能确定的最大功率 其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;t m为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩 电机的基数、额定转矩

电机符合基速以下恒转矩,基速以上恒功率,因此在基速时,电机有最大功率和最大转矩。根据以下公式: 经过计算,取额定转速为250rpm,额定转矩为124Nm。 综合以上理论计算,根据设计目标确定的需求电机参数(经减速器后)如下表所示: 4、动力电池选型计算 纯电动汽车在行驶过程中的能量完全来自于动力电池组,动力电池组的容量越大,汽车的续驶里程就越长,但是相应的电池组的体积和重量也越大。 首先电池组总电压需要达到电机控制器的电压等级,一般为电机控制器的额定工作电压,因此动力电池组总电压暂取48V。 其次根据设计目标中以30Km/h行驶的续驶里程为120Km来计算匀速行驶所需的能量。匀速行驶时纯电动汽车的需求功率为: 式中,速度为30Km/h,计算得到功率为,那么四个电机所需总功率为。因为以30Km/h 行驶120Km需要用时4h,考虑到电池组放电效率为,而放电深度为80%,因此电池总能量为。 根据电池总能量可以求出电池容量,由公式: 得到,C=302Ah,汽车在实际行驶中,有加速以及爬坡情况,而在这两种工况下转矩增大,需要很大的放电电流,因此耗能比匀速行驶时要多,由上述理论计算结合实际的电池供应商的情况,最终选择。

电动汽车电机全参数确定

电动汽车技术

一、驱动电机参数确定 (1)最高车速时计算驱动电机功率 电机的功率必须能满足电动轿车最高车速的要求,以保证在良好的路面或空载情况下,能以较高的车速行驶. 最大车速时所需功率: 2D a 1cos 21.153600a MaxV V C A P Gf V ??=++ ???η=24.7(KW ) m=2600kg ;Va=90 km/h ;f=0.016; C D =0.5;η=0.95;B=1.46m ;H=1.87m; (2)加速性能计算驱动电机功率。 保证在良好的路面或空载情况下,整车加速过程的末时刻为电动

汽车输出最大功率,加速过程所需最大功率: = 25.6(kw ) (3)最大爬坡度时计算驱动电机功率 在计算最大爬坡度时的电机功率时,应忽略加速阻力功率 爬坡过程所需最大功率: =32.84(kw) 根据以上各式计算得出发动机在不同工况下的扭矩和驱动力: P=Tn/9549 (1) n=(Va ×i 0)/(0.337×r) (2) 联立上面两个方程可得 MaxV T =70Nm, Ft=890N MaxJ T =408Nm, Ft=5.9kN MaxGra T =650Nm, Ft=8.1kN 由此可得根据(1)计算可知选定电机的额定功率为30kw , 由(2)(3)可知选定电机的峰值功率为60kw,最大扭矩为650Nm 二、电池组电压、容量的确定 在选择了电机类型以后,就要确定电池的参数。在一定的电机功率136003600a a MaxGra t mgfu mgiu P ??=+ ???η

下,电压越高,电流就越低,线路功率损失就越小,在电池以小电流放电时,可发挥出较大的容盈。 根据0.15kWh/km×150km=22.5kWh即所需电池的容量为22.5kWh,考虑到其它电气设备,选择电池容量为25kwh。 锂电单体的容量为270Wh,铅酸电池单体的容量为1.44kWh;若选锂电池则需要92个单体,若选铅酸电池则需要18个单体三、采用Matlab计算绘制驱动力和行驶阻力图 clear;clf; axis([0, 250, 0, 12000]); ig=1; i0=4.1; r=0.325; G=26000; f=0.016; Cd=0.5; A=2.73; Pmax=60; Torque=650; v=0:26.35; Fw =(f*G+Cd*A*(v.^2))./21.15; F=v*0+(Torque*ig*i0)./r; hold on

电动汽车电机选择与及设计

电动汽车 电动汽车电机选择与设计 学院:机械与车辆学院指导教师: : : : 摘要: 介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能,选择不同性能的电机满足现状电动汽车的性能、结构需要,并对电动汽车的动力驱动——轮毂电机、以及涉及动力模块上结构、功能上的设计。 关键词:电动汽车;驱动系统;轮毂电机

概述 全世界的汽车保有量和使用量的逐日增大,世界能源问题越来越突出,电动汽车方向逐渐出现并在汽车领域占有了一个非常重要的位置,由于传统汽车的技术成熟,人们对汽车的性能要求已经达到一个比较高的程度。在对于电动汽车普及方面上,这是一个很大的障碍。但是,新能源汽车的开发发展是必然的,应当冲破旧思想的束缚,大胆创新,将电动汽车的优势充分体现是如今比较重要的一步。 早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。相对与传动汽车、单电机集中驱动的汽车,轮毂电机式电动汽车具有以下优点: (1)动力控制通过电子线控技术实现对各电动轮进行无级变速控制,以及各电动轮之间的差速要求,省略了传统汽车所需的波箱、离合器、变速器、传动轴等;在电机所安装的位置同时可见,整车的结构变得简洁、紧凑,车身高降低,可利用空间大,传动效率高。 (2)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。 (3)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。 (4)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导人线控四轮

电动车电机及电池选型计算

电动车电机及电池选型 计算 文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

C V11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 2、关于CV11整车参数 3、轮边电机选型计算 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 根据爬坡性能确定的最大功率

其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;tm为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩 电机的基数、额定转矩 电机符合基速以下恒转矩,基速以上恒功率,因此在基速时,电机有最大功率和最大转矩。根据以下公式: 经过计算,取额定转速为250rpm,额定转矩为124Nm。

电动汽车用永磁同步电机控制系统设计

硕士学位论文 二0一五 年 六 月 作者姓名 指导教师 学科专业 控制工程

摘要 本文在开始先介绍了研究电动汽车的背景及其意义,并介绍了电动汽车在国内外的发展现状,然后从电动汽车的燃油经济性,驱动性,安全性及舒适度,三个方面分析了电动汽车比其他燃料汽车存在的优越性。电动机是电动汽车的核心部件,本文中从其驱动方式把电动机分为四大类,直流有刷电动机,永磁同步电动机,永磁无刷直流电动机和开关磁阻电动机。本章从工作原理与性能方面分析了,这四种电动机各存在的优点和不足。从中得出永磁同步电动机是电动汽车比较理想的选择。本文刚开始介绍了永磁同步电动机PMSM的三种不同的控制方式,恒压频比控制,矢量控制,直接转矩控制,并从三者之间比较得出,PMSM采用直接转矩控制DTC的方式有着比其他两者更好的稳定性。 随后从永磁同步电动机PMSM的结构及其特点,分析了其优越性,并建立数学模型,根据空间矢量坐标关系推导出PMSM的在各坐标系下DTC的原理。本章分析了定子磁链与电磁转矩的估算和滞环控制,通过其原理研究了开关表控制的方式,并对PMSM的直接转矩控制DTC的Matlab/Simulink仿真,最终得出了DTC 较其它控制方式的稳定性。 其次分析了永磁同步电机PMSM的直接转矩控制DTC存在的诸多缺点,并提出基于SVM技术的SVPWM的控制方式,即空间矢量调制DTC控制策略,通过Matlab/Simulink仿真,得出SVPWM比PMSM DTC有着更好的稳定性。 TI公司推出的TMS320F2812 DSP芯片的控制系统设计,从硬件电路的设计和软件的设计,两个方面研究了该芯片。DSP硬件方面包含了智能模块的自保护特性,并设计了检测电路,保护电路,驱动电路和CAN通信等模块,软件系统方面分析了,其初始化流程图,接收流程图等。 关键词:永磁同步电机;直接转矩控制;DSP;SVPWM

高速电动车电机参数的确定

高速电动车电机参数的确定 一、功率计算 2max max 1()360021.15 d N T C Au P mgf u =?+η N P —电机额定功(kW ) ; T η—传动系效率0.90 ~ 0.92; m — 最大总质量(kg ); f —滚动摩擦系数,良好沥青路面0.010~0.018,一般沥青与水泥路面0.018~0.020; Cd — 风阻系数,电动车Cd = 1~1.5; A —迎风面积(m 2),电动车A =1~1.3; u max — 最高车速(km / h ) 经计算得需要0.85千瓦的电机 二、 以最大爬坡度电动车电机转矩 2max cos sin 21.15 d t r C Au F F mgf mgf ==++αα t F — 电动车驱动力(N ) ; r F —电动车行驶阻力(N ) ; u —上坡时速度(km / h ) tan 15%,8.53,cos 0.99,sin 0.15α=α=α=α= 360.23N 车轮半径0.25m 半轴扭矩=360.23×0.25=90Nm 电机最高速4000转/分,基速1000转/分,调速比=4 半轴转速=318.3转/分 电机减速箱减速比 4000/318.3=12.6 取12 需要电机输出扭矩=7.5nm 电机额定功率=0.785kw 0.9kW 电机可以满足正常行驶和15% 、20km/h 的爬坡要求。

三、续驶里程 续驶里程=M I T 3600V C F ??????∑ηηηλ V 为电池电压(V ) C 为电池容量(Ah ) M I T 、、、ηηη分别为电机、逆变器、传动系统效率 λ为放电深度 续驶里程= 3206036000.920.950.950.9165kM 3301000 ??????=?(按60km/h 匀速) 60km/h 等速行驶的功率=6.1kw 匀速行驶放电电流= 6.11000=19A 320 ? 放电时间=C 600.9==2.84I 19? 续驶里程=60×2.84=170kM

电动汽车用车电机及控制器技术条件

ID号:9034790 受控文件归档日期:2009-04-21 09:13:27 编码:ID号:xxxxxxx 受控文件归档日期:2009-04-xx 编 码: JLYY-XX -09 电动汽车用电机及控制器 技术条件 编制: 校对: 审核: 审定: 标准化: 批准: 浙江吉利汽车研究院有限公司 二○○九年五月

前言 为了规范电动汽车用电机及控制器的技术特性,控制驱动电机及控制器系统质量和出厂检验规则编制了本标准。 本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司提出。 本标准由浙江吉利汽车研究院有限公司新能源技术开发部负责起草。 本标准主要起草人:刘波。 本标准于2009年5月13日发布并实施。

1 范围 本标准规定了吉利电动汽车使用的电机及控制器型号、要求、检验规则、标志、随车技术文件、包装、运输、贮存及质量承诺。 本标准适用于吉利电动汽车用的驱动电机及其控制器。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB 755-200 旋转电机定额和性能 GB/T 2423.17-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法 GB/T 4772.1-1999 旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分:机座号56~400和凸缘号55~1080 GB/T 4942.1-1985 电机外壳防护分级 GB/T 4942.2-1993 低压电器外壳防护等级 GB 10068.2-2000 轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动—振动的测量、评定及限值 GB 10069.3-1988 旋转电机噪声测定方法及限值噪声限值 GB/T 12665-1990 电机在一般环境条件下使用的湿热试验要求 GB/T 12668-1990 交流电动机半导体变频调速装置总技术条件 GB 1471l-1993 中小型旋转电机安全通用要求 GB/T 17619-1998 机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值测量方法 GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法 GB/T 2900.25-1994 电工术语旋转电机 GB/T 2900.26-1995 电工术语控制电机 GB/T 2900.33-1993 电工术语电力电子技术 GB/T 10069.1-2006 旋转电机噪声测定方法及限值第1部分:旋转电机噪声测定方法 GB 10069.3 旋转电机噪声测定方法及限值第3部分:噪声限值 GB/T 18488.1-2001 电动汽车用电机及其控制器技术条件 GB/T 18488.2-2001 电动汽车用电机及其控制器试验方法 3 定义

电动汽车电机控制器

电动汽车电机控制器 一、电机控制器的概述 根据GB/T18488.1-2001《电动汽车用电机及其控制器技术条件》对电机控制器的定义,电机控制器就是控制主牵引电源与电机之间能量传输的装置、是由外界控制信号接口电路、电机控制电路和驱动电路组成。 电机、驱动器和电机控制器作为电动汽车的主要部件,在电动汽车整车系统中起着非常重要的作用,其相关领域的研究具有重要的理论意义和现实意义。 二、电机控制器的原理 图1汽车电机控制器原理图 电机控制器作为整个制动系统的控制中心,它由逆变器和控制器两部分组成。逆变器接收电池输送过来的直流电电能,逆变成三相交流电给汽车电机提供电源。控制器接受电机转速等信号反馈到仪表,当发生制动或者加速行为时,控制器控制变频器频率的升降,从而达到加速或者减速的目的。 三、电机控制器的分类 1、直流电机驱动系统 电机控制器一般采用脉宽调制(PWM)斩波控制方式,控制技术简单、成熟、成本低,但效率低、体积大等缺点。 2、交流感应电机驱动系统 电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速,采用矢量控制或直接转矩控制策略实现电机转矩控制的快速响应。 3、交流永磁电机驱动系统 包括正弦波永磁同步电机驱动系统和梯形波无刷直流电机驱动系统,其中正弦波永磁同步电机控制器采用PWM方式实现高压直流到三相交流的电源变换,采用变频调速方式实现电机调速;梯形波无刷直流电机控制通常采用“弱磁调速”方式实现电机的控制。由于正弦波永磁同步电机驱动系统低速转矩脉动小且高速恒功率区调速更稳定,因此比梯形波无刷直流电机驰动系统具有更好的应用前景。

4、开关磁阻电机驱动系统 开关磁阻电机驱动系统的电机控制一般采用模糊滑模控制方法。目前纯电动汽车所用电机均为永磁同步电机,交流永磁电机采用稀土永磁体励磁,与感应电机相比不需要励磁电路,具有效率高、功率密度大、控制精度高、转矩脉动小等特点。 四、电动控制器的相关术语 1、额定功率:在额定条件下的输出功率。 2、峰值功率:在规定的持续时间内,电机允许的最大输出功率。 3、额定转速:额定功率下电机的转速。 4、最高工作转速:相应于电动汽车最高设计车速的电机转速。 5、额定转矩:电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 6、峰值转矩:电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 7、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再乘以100%。

纯电动汽车电动机&电池匹配参数

电动机&电池匹配 ? 整车参数: 整车自重(带电池):700KG (TBD ) 额定载荷: 300KG (4个人) 车辆滚动半径: 0.247mm ? 计算变速器速比和车速: 无变速箱,无差速器,根据产品定义设计最高车速:80KM/H ,计算电动机最高转速需求: 0.377 0.3770.24780/859/a rn u n km h i n r m ==?== 取满载时最高车速为40KM/H 0.2470.377 40/1 a r u km h == 则430/n r m = ? 计算满载在正常道路上行驶时所需要的扭矩: 初步确定传动效率为0.92,空气阻力系数为0.35、轮胎滚动阻力系数为0.015、迎风面 积2 1.66m 2 21.15M CdA Gf u r η=+ 20.920.35 2.2 8409.80.015800.24721.15M ??=??+? 95.7M Nm = ? 计算在正常道路上行驶时所需要的功率: 3max max 1 ( )360076140e a a Gf CdA P u u η=+ 3 17009.80.020.35 2.2(8080) 5.70.92360076140 e P Kw ???= ?+= ? 选择电动机 根据车辆的安装空间以及市场上的电动机的情况,选择电动机额定电压为72V ;根据车辆用 设车辆最大行驶里程为80KM ,电池放电深度为0.8: 0.8e S P UI V ?=? 82.3I A = 800.88082.3 W S Vt km ==??= 102.875W Ah = 所以选择110Ah 电池

5.9车轮总成 5.9.1 车轮总成的结构:车轮:145/70R12轮胎 5.9.2车轮总成的性能要求 5.9.2.1车轮总成应有合理的负荷能力和速度能力 5.9.2.2轮胎应有良好的附着性能和缓冲性能 5.9.2.3同时考虑铝合金和钢车轮 5.9.2.4具有良好的均匀性和质量平衡性。车轮总成在轮毂边缘上总的动不平衡量不大于80g,每一轮毂边缘单侧只用一块平衡块。 5.9.2.5车轮总成应有较小的滚动阻力和行驶噪声。 5.9.2.6车轮装饰盖与车轮搭配合理。 5.9.2.7无备胎 5.10 电气 5.10.1蓄电池 5.10.1.1免维护式,容量:210A·h 5.10.1.2要求安装位置接近性好、固定可靠 5.10.3.1 组合仪表包括指针式车速表、里程表、指针式电动机转速表、电压表、水温表等。 5.10.3.2组合仪表设有:点亮报警灯、充电指示灯、制动报警灯、转向指示灯、远光指示灯、前雾灯指示灯、防盗报警灯等。 5.10.3.3仪表台灯光应柔和、明亮、可调。 5.10.4喇叭 5.10.4.1单无触点电喇叭。 5.10.5车灯 5.10.5.1整车车外设定前照灯、前/后位置灯、前后转向灯、制动灯、倒车灯、前雾灯、后雾灯(选装)、牌照灯、回复反射器。

关于电动车电机及电池选型计算

关于电动车电机及电池选 型计算 This manuscript was revised on November 28, 2020

CV11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 根据爬坡性能确定的最大功率 其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;t m为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加 速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩

关于电动车电机及电池选型计算

关于电动车电机及电池 选型计算 标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

CV11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 根据爬坡性能确定的最大功率 其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;t m为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加 速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩

驱动电机参数确定

电动汽车技术一、驱动电机参数确定

(1)最高车速时计算驱动电机功率 电机的功率必须能满足电动轿车最高车速的要求,以保证在良好的路面或空载情况下,能以较高的车速行驶. 最大车速时所需功率: 2D a 1cos 21.153600a M axV V C A P Gf V ??=++ ???η=24.7(KW ) m=2600kg ;V a=90 km/h ;f=0.016; C D =0.5;η=0.95;B=1.46m ;H=1.87m; (2)加速性能计算驱动电机功率。 保证在良好的路面或空载情况下,整车加速过程的末时刻为电动汽车输出最大功率,加速过程所需最大功率: = 25.6(kw ) (3)最大爬坡度时计算驱动电机功率 在计算最大爬坡度时的电机功率时,应忽略加速阻力功率 爬坡过程所需最大功率: =32.84(kw) 根据以上各式计算得出发动机在不同工况下的扭矩和驱动力: P=Tn/ n=(Va ×i 0)/(0.337×r) (2) 联立上面两个方程可得 M axV T =70Nm, Ft=890N 23D 13600 1.521.152.5a a MaxJ a a a t u u C Au P mgf t t t ??=+ ? ????δη136003600a a MaxGra t mgfu mgiu P ??=+ ??? η

T=408Nm, Ft=5.9kN M axJ T=650Nm, Ft=8.1kN M axG ra 由此可得根据(1)计算可知选定电机的额定功率为30kw,由(2)(3)可知选定电机的峰值功率为60kw,最大扭矩为650Nm 二、电池组电压、容量的确定 在选择了电机类型以后,就要确定电池的参数。在一定的电机功率下,电压越高,电流就越低,线路功率损失就越小,在电池以小电流放电时,可发挥出较大的容盈。 根据0.15kWh/km×150km=22.5kWh即所需电池的容量为22.5kWh,考虑到其它电气设备,选择电池容量为25kwh。 锂电单体的容量为270Wh,铅酸电池单体的容量为1.44kWh;若选锂电池则需要92个单体,若选铅酸电池则需要18个单体 三、采用Matlab计算绘制驱动力和行驶阻力图 clear;clf; axis([0, 250, 0, 12000]); ig=1; i0=4.1; r=0.325; G=26000; f=0.016; Cd=0.5; A=2.73; Pmax=60; Torque=650; v=0:26.35; Fw =(f*G+Cd*A*(v.^2))./21.15; F=v*0+(Torque*ig*i0)./r; hold on plot(v,Fw,v,F); v=26.35:250 F=(9549*Pmax*0.377)./v;

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张珍 (长安大学) 摘要:本文系统的介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车主要性能的要求进行主要参数的设计及匹配,并通过对具体的车型的计算,进一步探讨了主要参数的确定。 关键词:纯电动汽车(EV) 驱动系统参数设计 1、前言 纯电动汽车(EV)即蓄电池电动汽车是“零污染”的绿色环保交通工具,它没有噪声和振动、操作性能好等远远优于内燃机汽车。EV是当前开发和研制取代内燃机汽车的首选车型,其前景广阔。 目前,我国的EV大都建立在改装车的基础上,其设计是一项机电一体化的综合工程。改装后的EV高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和然油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的,它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹配。鉴于目前国内对EV研究的现状,故本论文的研究建立在传统汽车驱动系统的基础上。 2、电动汽车的驱动系统的基本结构 本文研究的EV的电力驱动结构形式如图1所示 图1 电驱动的形式 C——离合器;D——差速器;GB——变速器;M——电动机

3、主要部件的选型及主要参数的确定 EV 驱动系统的关键部件为:电动机、蓄电池、变速器等,这些部件类型的选择及参数设置直接决定着EV 的动力性和续驶里程等主要性能。 3.1电动机的选型及其参数的设计 3.1.1电动机的选型 电动机的选择要满足EV 对电动机性能的要求:①高电压、高转速、质量轻;②电动机具有较大的起动转矩和较宽的调速性能;③高效率、低能耗、实现制动能量的收回;④安全性必须符合相关部门的标准和规定。另外,电动机还要求可靠性好、寿命长;结构简单,适合大批生产,使用维修方便,价格低等。 3.1.2电动机额定功率的选择 本课题采用某电动汽车的部分技术参数如表1 表1 电动汽车的部分技术参数 电动机额定功率可根据EV 的最高行驶车速、爬坡和加速性能来确定[1]。建立电动机额定功率的数学模型: t D a m V A C V f g m P η÷??? ???????+???≥7614036003max max 1 (1) t a D a a a a m V A C V g m V f g m P ηαα÷??????? ???+???+????≥761403600sin 3600cos 32 (2) t a a D a m V dt du m V A C V f g m P ηδ÷?????????+??+???≥360076140360033 (3) 式中: max V =100km/h ;a m =1600(kg);D C =0.2;a V =30km/h ;ηt =0.9;

电动汽车电机选择与设计.(DOC)

电动汽车 电动汽车 电动汽车电机选择与设计 学院:机械与车辆学院指导教师: 宋长森 专业: 08车辆工程时间:2011.5.23-27 姓名:何蔚明学号:080403021023 中国·珠海

电动汽车电机选择与设计 何蔚明 080403021023 (北京理工大学珠海学院机械与车辆工程学院,广东珠海) 摘要:介绍了轮毂电机相对于燃油汽车和单电机集中驱动系统的优势,比较了各种电动汽车用电机的基本性能,选择不同性能的电机满足现状电动汽车的性能、结构需要,并对电动汽车的动力驱动——轮毂电机、以及涉及动力模块上结构、功能上的设计。 关键词:电动汽车;驱动系统;轮毂电机 概述 全世界的汽车保有量和使用量的逐日增大,世界能源问题越来越突出,电动汽车方向逐渐出现并在汽车领域占有了一个非常重要的位置,由于传统汽车的技术成熟,人们对汽车的性能要求已经达到一个比较高的程度。在对于电动汽车普及方面上,这是一个很大的障碍。但是,新能源汽车的开发发展是必然的,应当冲破旧思想的束缚,大胆创新,将电动汽车的优势充分体现是如今比较重要的一步。 早在20世纪50年代初,美国人罗伯特就发明了一种将电动机、传动系统和制动系统融为一体的轮毂装置。该轮毂于1968年被通用电气公司应用在大型的矿用自卸车上。相对与传动汽车、单电机集中驱动的汽车,轮毂电机式电动汽车具有以下优点: (1)动力控制通过电子线控技术实现对各电动轮进行无级变速控制,以及各电动轮之间的差速要求,省略了传统汽车所需的波箱、离合器、变速器、传动轴等;在电机所安装的位置同时可见,整车的

结构变得简洁、紧凑,车身高降低,可利用空间大,传动效率高。 (2)容易实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈。 (3)底架结构大为简化,使整车总布置和车身造型设计的自由度增加。若能将底架承载功能与车身功能分离,则可实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化,从而缩短新车型的开发周期,降低开发成本。 (4)若在采用轮毂电机驱动系统的四轮电动汽车上导人线控四轮转向技术(4WS),实现车辆转向行驶高性能化,可有效减小转向半径,甚至实现零转向半径,大大增加了转向灵便性。 1.电动汽车基本参数参数确定 1.1 该电动汽车基本参数要求,如下表: 参数 数值 参数 数值 整车正装质量(kg ) 1200 滚动阻力系数f 0.014 最大总质量(kg ) 1400 轮胎半径(m ) 0.33 迎风面积(㎡) 2.50 传动效率 0.90 风阻系数 0.33 最高车速(km/h ) 100 最大爬坡度(%) 28 1.2 动力性指标如下: (1)最大车速max 100a u km ≥; (2)在车速a u =60km/h 时爬坡度i ≥5%(3度); (3)在车速a u =40km/h 时爬坡度i ≥12% (6.8度); (4)原地起步至100km/h 的加速时间35t s ≤; (5)最大爬坡度i ≥12%(16度);

电动汽车用电机控制策略分析

电动汽车用电机控制策略分析摘要 第一章绪论 1.1引言 1.2电动汽车的定义及优势 1.2.1电动汽车的定义 1.2.2电动汽车的优势 1.3电动汽车的基本结构 1.4本论文选题的意义及主要内容 1.4.1选题的意义 1.4.2本文的主要内容 第二章电动汽车电机驱动系统介绍 2.1电动汽车驱动电机分类 2.2电机驱动系统系统构成与布置方式 2.3电动汽车中电动机类型及其驱动系统 2.4电动汽车电机驱动控制的发展现状和趋势 第三章交流感应电动机及其控制策略 第四章无刷直流电动机及其控制策略 第五章永磁同步电动机及其控制策略 5.1永磁同步电机的结构和特点 5.2永磁同步电机矢量控制理论 5.2.1电动机的转矩控制 5.2.2 PMSM坐标变换 5.2.3 PMSM数学模型 5.2.4电流极限圆和电压极限圆 5.3永磁同步电动机恒转矩控制

5.3.1id =0控制 5.3.2最大转矩/电流比控制 5.3.3恒磁链控制 5.3.4 cosφ=1控制 5.4永磁同步电动机弱磁控制 第六章全文总结与展望 摘要 第一章绪论 1.1引言 在未来的一段时间内,我国将成为世界最大的汽车消费国,2010年我国汽车增加到五千六百万辆以上,不过空气污染源也会大幅度提高,空气污染将有64%来自于汽车尾气的排放,在2020年左右,我国石油消费量将超过4.5亿吨,而我国能源系统效率平均低于国际先进水平10%,但是我国60%石油消费量依赖于进口,要是仍然采用传统的内燃机技术发展汽车工业将会使我国为此付出巨大代价和对环境保护也会造成巨大的压力。在这种严峻的形势下,我国汽车工业的未来发展需要我们好好思考。 根据现在世界人口和汽车的增长趋势来看,今后50年中,世界人口和汽车数量分别从60亿增加到100亿和7千万增加到2亿5千万辆以上。若这些车辆都采用内燃机,能源需求和空气污染将会给人类造成巨大的压力和损坏。因此我们必须开发节能环保型以及高效智能型的交通车辆,只有这样才能在本世纪实现交通的可持续发展。能源危机曾经对世界经济带来严重影响,因此石油毕源的争夺更加强烈,石油纠纷在国际上也不断发生,甚至为了争夺石油资源而爆发的战争在近几年也不断发生。因此石油资源的解决是当今世界每个国家所面临的首要考虑的问题,石油资源解决的好坏是当今世界是否稳定的重要因素。 电动汽车是将机算机、电子与化学各学科领域中的高新技术于一体,是汽车、计算机、电力拖动、新材料、新能源、功率电子、自动控制、化学电源等工程技术中最新成果的集成产物。混合动力电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车对世界汽车的发展以及环境的保护都起到一个前所未有的阶段,具有里程碑的意义。 1.2电动汽车的定义及优势 我国政府已将电动汽车的快速发展列入我国“十五”国家863计划,加大了对电动汽车开发和产业化的投入,与世界发达国家电动汽车发展接轨,目前已经取得了一定得成就。我国不少高等院校、相关的研究以及国内部分企业都加强了对电动汽车研究开发的力度,加快了汽车事业的发展速度。目前我国纯电动汽车研发比较顺利,可以小批量生产与应用;与此同时混合动力汽车的发展目前它的产业化也可以说具备条件;值得炫耀的是我国的燃料电池汽车研发目前达到国际先进水平。因此我国建立电动汽车产业,逐步实施车用能源动为系统转型,实现节能环保目标奠定了技术基础。 1.2.1电动汽车的定义 电动汽车是指以车载电源为动力,用全部或部分由电机驱动,并配置大容量电能储存装置,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆 1.2.2电动汽车的优势 现如今各国都在发展电动汽车事业,是由于它具有以下几个方面的优点:

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