新能源汽車四種常用電機驅動系統詳解

2020-12-23 騰訊網

我國車用電機在全球資源條件下具有明顯的比較優勢,發展潛力較大。從新能源汽車的產業鏈來看,受益端將主要集中在核心零部件領域。國內車用驅動電機行業現狀:電機業中的小行業、但製造門檻高,電機驅動系統還存在較多差距與不足,但國內政策扶持將加快產業步伐。

作為新能源汽車的核心部件(電池、電機、電控)之一,圖1,驅動電機及其控制系統未來發展前景可觀。

驅動電機系統簡介

新能源汽車具有環保、節約、簡單三大優勢。在純電動汽車上體現尤為明顯:以電動機代替燃油機,由電機驅動而無需自動變速箱。相對於自動變速箱,電機結構簡單、技術成熟、運行可靠。

傳統的內燃機能高效產生轉矩時的轉速限制在一個窄的範圍內,這就是為何傳統內燃機汽車需要龐大而複雜的變速機構的原因;而電動機可以在相當寬廣的速度範圍內高效產生轉矩,在純電動車行駛過程中不需要換擋變速裝置,操縱方便容易,噪音低。

與混合動力汽車相比,純電動車使用單一電能源,電控系統大大減少了汽車內部機械傳動系統,結構更簡化,也降低了機械部件摩擦導致的能量損耗及噪音,節省了汽車內部空間、重量。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,驅動電機及其控制系統是新能源汽車的核心部件(電池、電機、電控)之一,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。

電動汽車中的燃料電池汽車FCV、混合動力汽車HEV和純電動汽車EV三大類都要用電動機來驅動車輪行駛,選擇合適的電動機是提高各類電動汽車性價比的重要因素,因此研發或完善能同時滿足車輛行駛過程中的各項性能要求,並具有堅固耐用、造價低、效能高等特點的電動機驅動方式顯得極其重要。

驅動電機系統是新能源車三大核心部件之一。電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成,結構如下圖2所示。

電動機一般要求具有電動、發電兩項功能,按類型可選用直流、交流、永磁無刷或開關磁阻等幾種電動機,如圖3。功率轉換器按所選電機類型,有DC/DC功率變換器、DC/AC功率變換器等形式,其作用是按所選電動機驅動電流要求,將蓄電池的直流電轉換為相應電壓等級的直流、交流或脈衝電源。

電機是應用電磁感應原理運行的旋轉電磁機械,用於實現電能向機械能的轉換。運行時從電系統吸收電功率,向機械系統輸出機械功率。電機驅動系統主要由電機、控制器(逆變器)構成,驅動電機和電機控制器所佔的成本之比約為1:1,根據設計原理與分類方式的不同,電機的具體構造與成本構成也有所差異。電機的控制系統主要起到調節電機運行狀態,使其滿足整車不同運行要求的目的。針對不同類型的電機,控制系統的原理與方式有很大差別。

圖2 電動機驅動系統的基本組成框圖

圖3 電機的分類(按原理)

電動汽車對驅動電機的基本要求

比較四種常用電機驅動系統的應用以及優缺點等。

1.電動汽車電機的基本要求有以下幾點:

(1)電機結構緊湊、尺寸小,封裝尺寸有限,必須根據具體產品進行特殊設計。

(2)重量輕,以減輕車輛的整體重量。應儘量採用鋁合金外殼,同時轉速要高,以減輕整車的質量,增加電機與車體的適配性,擴大車體可利用空間,從而提高乘坐的舒適性。

(3)可靠性高、失效模式可控,以保證乘車者的安全。

(4)提供精確的力矩控制,動態性能較好。

(5)效率高,功率密度較高。要保證在較寬的轉速和轉矩範圍內都有很高的效率,以降低功率損耗,提高一次充電的續駛裡程。

(6)成本低,以降低車輛生產的整體費用。

(7)調速範圍寬。應包括恆轉矩區和恆功率區,低速運行輸出的恆定轉矩大,以滿足汽車快速啟動、加速、負荷爬坡等要求;高速運行輸出恆定功率,有較大的調速範圍,以滿足平坦的路面、超車等高速行駛的要求。

(8)瞬時功率大,過載能力強。要保證汽車具有4~5倍的過載能力,以滿足短時內加速行駛與最大爬坡的要求。

(9)環境適應性好。要適應汽車本身行駛的不同區域環境,即使在較惡劣的環境中也能夠正常工作,具有良好的耐高溫、耐潮溼性能。

(10)制動再生效率高。在汽車減速時,能夠實現反饋制動,將能量回收並反饋回電池,使得電動汽車具有最佳能量利用率。

(11)其他。結構簡單,價格低廉,適合大批量生產,運行時噪聲低,使用維修方便。

(12)與一般工業用電機不同,用於汽車的驅動電機應具有調速範圍寬、起動轉矩大、後備功率高、效率高的特性,此外,還要求可靠性高、耐高溫及耐潮、結構簡單、成本低、維護簡單、適合大規模生產等。未來我國電動汽車用驅動電機系統將朝著永磁化、數位化和集成化方向發展。

2、異步電動機(感應電動機)在新能源汽車中的應用

(1)異步電動機介紹

感應電動機又稱「異步電動機」,即轉子置於旋轉磁場中,在旋轉磁場的作用下,獲得一個轉動力矩,因而轉子轉動。轉子是可轉動的導體,通常多呈鼠籠狀。定子是電動機中不轉動的部分,主要任務是產生一個旋轉磁場。旋轉磁場並不是用機械方法來實現。而是以交流電通於數對電磁鐵中,使其磁極性質循環改變,故相當於一個旋轉的磁場。這種電動機並不像直流電動機有電刷或集電環,依據所用交流電的種類有單相電動機和三相電動機。

(2)異步電動機的特點

異步電動機有下面的優點:結構緊湊、堅固耐用;運行可靠、維護方便;價格低廉,體積小、質量輕;環境適應性好;轉矩脈動低,噪聲低。交流異步電動機成本低而且可靠性高,逆變器即便損壞而產生短路時也不會產生反電動勢,所以不會出現急剎車的可能性。

因此,廣泛應用於大型高速的電動汽車中。三相籠型異步電動機的功率容量覆蓋面很廣,從零點幾瓦到幾千瓦。它可以採用空氣冷卻或液體冷卻方式,冷卻自由度高、對環境的適應性好,並且能夠實現再生制動。與同樣功率的直流電動機相比較,效率較高、重量約要輕一半左右。

同時它有下面的缺點:功率因數低,運行時必須從電網吸收無功電流來建立磁場;控制複雜,易受電機參數及負載變化的影響;轉子不易散熱;調速性能差,調速範圍窄。

優勢分析:新能源汽車專用的電動機,通過從電池中獲取有限的能量產生動作,所以要求其在各種環境下的效率都要很好。因而,在性能上要求比一般工業用的電動機更加嚴格。適合作為電動汽車專用的電機需要滿足幾個特性:由高速化而生的小型輕量化(堅固性)、高效性(一次充電後的續駛裡程長)、低速大轉矩情況下的大範圍內的恆定輸出特性、壽命長以及高可靠性、低噪聲性和成本低廉。但是現實中全部滿足以上幾個特性的電機還未被開發出來。目前更適於新能源汽車的電機是交流異步電機和PM電動機。

(3)異步電動機的控制系統

由於交流三相感應電機不能直接使用直流電,因此需要逆變裝置進行轉換控制。新能源汽車減速或制動時,電機處在發電制動狀態,給蓄電池充電,實現機械能轉換為電能。在新能源汽車上,由功率半導體器件構成的PWM功率逆變器把蓄電池電源提供的直流電變換為頻率和幅值都可以調節的交流電。

三相異步電動機逆變器的控制方法主要有V/f恆定控制法、轉差率控制法、矢量控制法和直接轉矩控制法(DTC)。20世紀90年代以前主要使用前兩種控制方式,但是因轉速控制範圍小,轉矩特性不理想,而對於需頻繁起動、加減速的電動車並不適合。現在,後兩種控制方式目前處於主流的地位。

(4)異步電動機的應用現狀

在美國,異步電動機應用的較多,這也被人為是和路況有關。在美國,高速公路已經具有一定的規模,除了大城市外,汽車一般以一定的高速持續行駛,所以能夠實現高速運轉而且在高速時有較高效率的異步電動機得到廣泛應用。在我國,隨著高速公路規模的發展,交流異步電動機在新能源汽車上的應用也會越來越重要。

3、永磁無刷電動機在新能源汽車中的應用

隨著近些年來電力電子技術、微電子技術、微型計算機技術、稀土永磁材料、傳感器技術與電機控制理論的快速發展,使得交流驅動技術逐漸成熟。

相比於現有串勵或者並勵有刷直流電機驅動系統,永磁無刷電機擁有功率密度大、體積小、效率高、結構簡單牢固、易於維護等優點,且採用永磁無刷電機作為驅動元件的電動汽車驅動系統運行和維護成本較低;採用全數位化和模塊化結構設計,使得驅動器接口靈活,控制能力更強,操作更加舒適;應用能量回饋制動技術,可以減少剎車片的磨損,同時又增加汽車續駛裡程。

因此,基於電動汽車市場發展需要和技術現狀,設計開發可靠、低成本、性能優良的全數位化電動汽車永磁無刷電機驅動系統,對於電動汽車產業的發展有著重要的現實意義。

(1)永磁同步電動機簡介

在電機內建立進行機電能量轉換所必需的氣隙磁場有兩種方法。一種是在電機繞組內通電流產生磁場,這種方法既需要有專門的繞組和相應的裝置,又需要不斷供給能量以維持電流流動,例如普通的直流電機和同步電機。另一種是由永磁體來產生磁場,這種方法既可簡化電機結構,又可節約能量。由永磁體產生磁場的電機就是永磁電機。

它利用永磁體建立勵磁磁場的同步電動機,其定子產生旋轉磁場,轉子用永磁材料製成。同步發電機為了實現能量的轉換,需要有一個直流磁場而產生這個磁場的直流電流,稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式,凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機,稱為他勵發電機,從發電機本身獲得勵磁電源的,則稱為自勵發電機。

(2)永磁同步電動機的特點

永磁同步電動機有以下優點:功率因數大,效率高,功率密度大;結構簡單、便於維護,使用壽命較長、可靠性高;調速性能好,精度高;具有良好的瞬時特性,轉動慣量低,響應速度快;頻率高,輸出轉矩大,極限轉速和制動性能優於其他類型的電機;採用電子功率器件作為換向裝置,驅動靈活,可控性強;形狀和尺寸靈活多樣,便於進行外形設計;採用稀土永磁材料後電機的體積小、質量輕。

但是永磁同步電動機也有以下缺點:電機造價較高;在恆功率模式下,操縱較為複雜,控制系統成本較高;弱磁能力差,調速範圍有限;功率範圍較小,受磁材料工藝的影響和限制,最大功率僅為幾十千瓦;低速時額定電流較大,損耗大,效率較低;永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降或發生退磁現象,將降低永磁電動機的性能,嚴重時還會損壞電動機,在使用中必須嚴格控制,使其不發生過載。永磁材料磁場不可變,要想增大電機的功率,其體積會很大;抗腐蝕性差;不易裝配。

(3)永磁電機作為驅動電機的優越性

轉矩、功率密度大、起動力矩大。永磁電機氣隙磁密度可大大提高,電機指標可實現最佳設計,使得電機體積縮小、重量減輕,同容量的稀土永磁電機體積、重量、所用材料可以減輕30%左右。永磁驅動電機起動轉矩大,在汽車啟動時能提供有效地啟動轉矩,滿足汽車的運行需求。

力能指標好。Y系列電機在60%的負荷下工作時,效率下降15%,功率因數下降30%,力能指標下降40%。而永磁電機的效率和功率因數下降甚微,當電機只有20%負荷時,其力能指標仍為滿負荷的80%以上。同時永磁無刷同步電機的恆轉矩區比較長,一直延伸到電機最高轉速的50%左右,這對提高汽車的低速動力性能有很大幫助。

高效節能。在轉子上嵌入稀土永磁材料後,在正常工作時轉子與定子磁場同步運行,轉子繞組無感生電流,不存在轉子電阻和磁滯損耗,提高了電機效率。永磁電機不但可減小電阻損耗,還能有效地提高功率因數。如在25%-120%額定負載範圍內永磁同步電機均可保持較高的效率和功率因素。

結構簡單、可靠性高。用永磁材料勵磁,可將原勵磁電機中勵磁線圈由一塊或多塊永磁體替代,零部件大量減少,在結構上大大簡化,改善了電機的工藝性,而且電機運行的機械可靠性大為增強,壽命增加。轉子繞組中不存在電阻損耗,定子繞組中幾乎不存在無功電流,電機溫升低,這樣也可以使整車冷卻系統的負荷降低,進一步提高整車運行的效率。

(4)永磁同步電機的控制系統

永磁電機的控制技術與感應電機類似,控制策略上主要集中在提高低速轉矩特性和高速恆功率特性上。目前,永磁同步電機低速時常採用矢量控制,包括氣隙磁場定向、轉子磁鏈定向、定子磁鏈定向等;而在高速運行時,永磁同步電機通常採用弱磁控制。

(5)永磁電機應用現狀

稀土永磁電機的設計理論、計算方法、檢測技術和製造工藝正不斷地完善和發展,永磁材料的性能和可靠性正不斷地提高。電力電子技術、大規模集成電路和計算機技術的快速發展也對永磁驅動電機的發展起到了積極的促進作用。隨著未來混合動力汽車和純電動汽車的快速發展,永磁驅動電機將迎來一個更為快速發展的時期,其發展趨勢也將呈現以下特點:高功率密度、高轉矩密度、高可控性、高效率、高性能、高價格比等,以滿足混合動力汽車和純電動汽車的實際需求。

4、開關磁阻電動機在新能源汽車中的應用

(1)開關磁阻電動機簡介

開關磁阻電動機(SwitchedReluctanceDrive:SRD)是繼變頻調速系統、無刷直流電動機調速系統之後發展起來的最新一代無級調速系統,是集現代微電子技術、數位技術、電力電子技術、紅外光電技術及現代電磁理論、設計和製作技術為一體的光、機、電一體化高新技術。它具有調速系統兼具直流、交流兩類調速系統的優點。

開關磁阻電機覆蓋功率範圍10W~5MW的各種高低速驅動調速系統。使的開關磁阻電機存在許多潛在的領域,在各種需要調速和高效率的場合均能得到廣泛使用(電動車驅動、通用工業、家用電器、紡織機械、電力傳動系統等各個領域)。

開關磁阻電動機工作原理:開關磁阻電動機的運行遵循「磁阻最小原理」——磁通總要沿磁阻最小的路徑閉合。而具有一定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時,必使自己的主軸線與磁場的軸線重合。

(2)開關磁阻電機特點

它的結構比其它任何一種電動機都要簡單,在電動機的轉子上沒有滑環、繞組和永磁體等,只是在定子上有簡單的集中繞組,繞組的端部較短,沒有相間跨接線,維護修理容易。因而可靠性好,轉速可達15000r/min。效率可達85%~93%呢,比交流感應電動機要高。損耗主要在定子,電機易於冷卻;轉子元永磁體,易於實現各種特殊要求的轉矩一速度特性,而且在很廣的範圍內保持高效率。更加適合電動汽車動力性能要求。

開關磁阻電機還具有在較寬轉速和轉矩範圍內高效運行、控制靈活、可四象運行、響應速度快、成本較低等優點。工藝性好,適用於高速,環境適應性強;電機轉矩的方向與繞組電流的方向無關;適用於頻繁啟停以及正反向轉換運行;啟動電流小,轉矩大;可控參數多,調速性能好;具有較強的再生制動能力;定子和轉子的材料均採用矽鋼片,易於獲取和回收利用。

但開關磁阻電機有轉矩波動大、需要位置檢測器、系統非線性特性,磁場為跳躍性旋轉,控制系統複雜;對直流電源會產生很大的脈衝電流等缺點。位置檢測器是開關磁阻電動機的關鍵器件,其性能對開關磁阻電動機的控制操作有重要影響。由於開關磁阻電動機為雙凸極結構,不可避免地存在轉矩波動,噪聲是開關磁阻電動機最主要的缺點。

但近年來的研究表明,採用合理的設計、製造和控制技術,開關磁阻電動機的噪聲完全可以得到良好的抑制。另外,由於開關磁阻電動機輸出轉矩波動較大,功率變換器的直流電流波動也較大,所以在直流母線上需要裝置一個很大的濾波電容器。

(3)開關磁阻電動機的控制系統

開關磁阻電動機驅動系統的核心是開關磁阻電動機(SRM),它涉及到電動機,電力電子,微機,控制,光電轉換,角度測量等等多學科知識,結構比較複雜,控制系統要求也比較獨特,感應電動機和永磁同步電動機的控制方法通常難以滿足系統的控制要求。目前電動汽車應用較少。它的主要研究方向是模型研究。

由於開關磁阻電機具有明顯的非線性特性,系統難於建模,一般的線性控制方式不適於開關磁阻電機系統。目前主要利用模糊邏輯控制、神經網絡控制等。

它的控制系統包括功率變換器、控制器和位置傳感器及速度檢測器等部分。

功率變換器

開關磁阻電動機的勵磁繞組,無論通過正向電流或反向電流,其轉矩方向不變,期換向,每相只需要一個容量較小的功率開關管,功率變換器電路較簡單,不會出現直通故障,可靠性好,易於實現系統的軟啟動和四象限運行,具有較強的再生制動能力。成本比交流三相感應電動機的逆變器控制系統要低。

控制器

控制器由微處理器、數字邏輯電路等元件組成。微處理器根據駕駛員輸入的命令,同時對位置檢測器、電流檢測器所反饋的電動機轉子位置,進行分析、處理,並在瞬間做出決策,發出一系列執行命令,來控制開關磁阻電動機適應電動汽車不同條件下運行。控制器性能好壞和調節的靈活性,取決於微處理器的軟體和硬體的性能配合關係。

位置檢測器

開關磁阻電動機需要高精度的位置檢測器,來為控制系統提供電動機轉子的位置、轉速和電流的變化信號,並要求有較高的開關頻率以降低開關磁阻電動機的噪聲。

5、直流電動機在新能源汽車中的應用

直流電機可分為永磁式直流電機和繞組勵磁式電機兩種。一般小功率採用前者,大功率採用後者,下面主要討論後者。

(1)直流電動機簡介

直流電機:將直流電能轉化成機械能(直流電動機)或將機械能轉化為直流電能(直流發電機)的旋轉電機。

直流電機的結構應由定和轉子兩大部分組成。直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子,定子的主要作用是產生磁場,由機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等組成。運行時轉動的部分稱為轉子,其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢,是直流電機進行能量轉換的樞紐,所以通常又稱為電樞,由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。

有刷直流電動機被廣泛用於要求轉速可調、調速性能好,以及頻繁起動、制動和反轉的場合。

(2)直流電動機的特點

直流電動機有下面的優點:結構簡單;具有優良的電磁轉矩控制特性,可實現基速以下恆轉矩、基速以上恆功率,可滿足汽車對動力源低速高轉矩、高速低轉矩的要求;可頻繁快速啟動、制動和反轉;調速平滑、無級、精確、方便,範圍廣;抗過載能力強,能夠承受頻繁的衝擊負載;控制方法簡單,只需要用電壓控制,不需要檢測磁極位置。

但是它也有下面缺點:設有電刷和換向器,高速和大負荷運行時換向器表面易產生電火花,同時換向器維護困難,很難向大容量、高速度發展,此外電火花會產生電磁幹擾;不宜在多塵、潮溼、易燃易爆的環境中使用;價格高、體積和質量大。其中電火花產生的電磁幹擾,對高度電子化的電動汽車來說將是致命的。隨著電子力子技術和控制理論的發展,相對於其它驅動系統而言,直流電機在電動汽車中的應用已處於劣勢,目前已逐漸被淘汰。

(3)直流電機的控制系統

直流電機控制系統主要由斬波器和中央控制器構成,根據直流電機輸出轉矩的需要,通過斬波器來控制電機的輸入電壓、電流,來控制和驅動直流電機的運行。

6、各種電機的比較

我們先比較各種電機的發展歷史,從圖4上我們可以看到,有刷直流電機、一般同步電機、感應電機與有刷磁鐵電機商品化歷史最長,其產品更新換代不斷,而且迄今還在應用。而自上世紀80年代開始進入商品化的表面永磁同步電機與1990年代以來研製開發的開關磁阻電機、內置式永磁同步電機以及最新的同步磁阻電機相繼進入市場,並在電動汽車與混合動力車上獲得應用。

圖4:各種電機的發展歷史比較

就目前發展水平,各類驅動電機基本性能比較如下:

圖5:各類驅動電機基本性能比較

圖6:各類驅動電機基本性能比較

然後再比較各種電機在哪些新能源汽車上應用比較廣。異步電機主要應用在純電動汽車,永磁同步電機主要應用在混合動力汽車中,開關磁阻電機目前主要應用在客車中。而從中國不同種類新能源汽車驅動電機的應用來看,目前交流異步感應電機和開關磁阻電機主要應用於新能源商用車,特別是新能源客車,開關磁阻電機的實際裝配應用較少;永磁同步電機主要應用於新能源乘用車。

最後比較各種電機在我國發展現狀:

(1)交流異步電機驅動系統我國已建立了具有自主智慧財產權異步電機驅動系統的開發平臺,形成了小批量生產的開發、製造、試驗及服務體系;產品性能基本滿足整車需求,大功率異步電機系統已廣泛應用於各類電動客車;通過示範運行和小規模市場化應用,產品可靠性得到了初步驗證。

(2)開關磁阻電機驅動系統已形成優化設計和自主研發能力,通過合理設計電機結構、改進控制技術,產品性能基本滿足整車需求;部分公司已具備年產2000套的生產能力,能滿足小批量配套需求,目前部分產品已配套整車示範運行,效果良好。

(3)無刷直流電機驅動系統國內企業通過合理設計及改進控制技術,有效提高了無刷直流電機產品性能,基本滿足電動汽車需求;已初步具有機電一體化設計能力。

(4)永磁同步電機驅動系統已形成了一定的研發和生產能力,開發了不同系列產品,可應用於各類電動汽車;產品部分技術指標接近國際先進水平,但總體水平與國外仍有一定差距;基本具備永磁同步電機集成化設計能力;多數公司仍處於小規模試製生產,少數公司已投資建立車用驅動電機系統專用生產線。

(5)永磁電機材料永磁電機的主要材料有釹鐵硼磁鋼、矽鋼等。部分公司掌握了電機轉子磁體先裝配後充磁的整體充磁技術。國內研製的釹鐵硼永磁體最高工作溫度可280℃,但技術水平仍與德國和日本有較大差距。矽鋼是製造電機鐵芯的重要磁性材料,其成本佔電機本體的20%左右,其厚度對鐵耗有較大影響,日本已生產出0.27mm矽鋼片用於車用電機,我國僅開發出0.35mm矽鋼片。

7、新能源汽車驅動電機未來展望

新能源汽車驅動電機目前的發展方向有以下幾方面:小型輕量化;高效性;更出色的轉矩特性;使用壽命長,可靠性高;噪聲低;價格低廉。隨著時間的推移,新能源驅動電機的發展呈現了下面的趨勢:

電機本體永磁化:永磁電機具有高轉矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等優點。我國具有世界最為豐富的稀土資源,因此高性能永磁電機是我國車用驅動電機的重要發展方向。

電機控制數位化:專用晶片及數位訊號處理器的出現,促進了電機控制器的數位化,提高了電機系統的控制精度,有效減小了系統體積。

電機系統集成化:通過機電集成(電機與發動機集成或電機與變速箱集成)和控制器集成,有利於減小驅動系統的重量和體積,可有效降低系統製造成本。

下面談談多種未來的電機,隨著新能源汽車驅動技術的快速發展,許多新結構或新概念電機已經投入研究。其中新型永磁無刷電機是目前最有前景的電機之一,包括混合勵磁型、輪轂型、雙定子型、記憶型以及磁性齒輪複合型等。此外非晶電機也開始走進新能源汽車領域,作為新一代高性能電機,其自身的優越性必將對新能源汽車產業的發展起到巨大的推動作用。

(1)混合勵磁電機

混合勵磁電機是在保持電機較高效率的前提下,改變電機的拓撲結構,由兩種勵磁源共同產生電機主磁場,實現電機主磁場的調節和控制,改善電機調速、驅動性能或調壓特性的一類新型電機。其不僅繼承了永磁電機的諸多特點,而且還具有電勵磁電機氣隙磁場平滑可調的優點。如永磁開關磁阻電機和永磁同步磁阻電機。

(2)雙定子永磁電機

雙定子電機是在現有電機體積不變的基礎上增加定子的個數,使氣隙數量由一層變為兩層或者多層的一種新型永磁無刷電機。由於轉矩的疊加,作用於轉子上的電磁轉矩也會相應增加,從而提高電機整體的轉矩密度和功率密度。由於這種電機的機械集成度較高,所以其具有響應快、動態特性好,結構材料利用率高和驅動靈活等特點。

(3)記憶電機

記憶電機又稱為磁通可控永磁電機,與一般永磁電機的區別在於,永磁材料本身的磁化程度能夠在很短的時間內通過施加充磁或者去磁電動勢而得到改變,並且充磁和去磁之後其磁化程度也能被保留住記憶。因此具有更寬的調速範圍,同時可以避免產生額外的勵磁損耗,實質上是一種新的簡單高效的弱磁控制技術。

(4)磁性齒輪永磁無刷複合電機

該電機是一種集成無刷直流驅動電機和共軸磁性齒輪的複合電機。所謂共軸磁性齒輪是一種基於調磁諧波原理的高性能、無接觸的變速傳遞裝置。這種電機巧妙地利用了共軸磁性齒輪內轉子的中空部分,將電機定子嵌入其中,將輪胎直接鉚合在齒輪外轉子上,實現了電機、磁性齒輪、輪胎的一體化,有效地提高了空間利用率。

(5)非晶電機

非晶電機是一種利用非晶合金取代傳統矽鋼片作為鐵心材料的高效、節能、無汙染的新型電機。其在高頻下的損耗極低,具有很高的效率;與相同標準的普通電機相比,體積和質量大大減小,極大地提高了能源和資源的利用率。

對於同樣的新能源汽車,若使用非晶電機可以增加其行駛裡程30%以上,而在相同行駛裡程的情況下,電池可以節省30%的費用。總之,非晶電機憑藉其高效率、高功率密度等優勢將成為替代傳統電機的下一代高效電機。

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    電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成。  簡單來講,電機驅動系統主要由驅動電機和電機控制器兩部分構成。
  • 【報告】中國新能源汽車電機市場分析報告
    電機驅動控制系統是新能源汽車車輛行使中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標,它是電動汽車的重要部件。電動汽車的整個驅動系統包括電動機驅動系統與其機械傳動機構兩個部分。電機驅動系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成。簡單來講,電機驅動系統主要由驅動電機和電機控制器兩部分構成。
  • 一分鐘讓你全面認識新能源汽車電機
    現在電動汽車的發展越來越快,而電動汽車電機的研發,更是引起了大家的關注,不過真正了解電動汽車電機的人卻寥寥無幾。小編為大家搜羅多方資料,為大家好好講一下電動汽車電機的知識,以及新能源電機排行榜。讓我們一起探討下高科技的汽車心臟!
  • 電動汽車驅動電機用絕緣材料現狀與發展趨勢
    電動汽車,顧名思義就是主要採用電力驅動的汽車。如圖1 所示,電動汽車大致可以分為以下幾個主要部分:電池及管理系統(BMS)、驅動電機及控制系統、整車管理系統(VMS)、車身等。其中,驅動電機及控制系統是電動汽車的「心臟」,它由兩個主要裝置構成:驅動控制器——電能變換控制裝置,驅動電機——機電能量轉換裝置。
  • 大洋電機:公司的願景是致力於成為全球電機及驅動系統綠色環保解決...
    同花順金融研究中心3月26日訊,有投資者向大洋電機提問, 請問,咱公司與美國巴拉德公司戰略合作為公司在燃料電池領域的地位帶來了什麼改變?為公司具有獨特的競爭力在什麼方面能提現?請問咱們公司有夢想嗎?如果有那麼請問是啥嘞?
  • 汽車基礎篇-新能源汽車知識普及一下
    一、何為新能源汽車: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。二、新能源汽車的類型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、氫發動機汽車等。
  • 新能源電動汽車股票匯總
    新能源電動汽車,英文:(New energy electric vehicles )新能源電動汽車的組成包括:電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。  電力驅動及控制系統是電動汽車的核心,也是區別於內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。
  • 餘平:單電機結合減速機將成電動乘用車驅動技術必然趨勢
    2016年1月15日,由全球新能源汽車大會官方機構主辦的新能源汽車工程師夜話在廣州市隆重召開。來自新能源整車企業、電池、電機等核心零部件企業的優秀技術專家齊聚一堂,通過專業視角解析2015年新能源汽車技術進展和未來發展方向。
  • 大洋電機攜商用車發動機總成系統,亮相8月8日成都國際新能源車展
    2018年,大洋電機為發揮其下屬子公司在車輛產業領域的整體優勢,由大洋電機新動力科技有限公司、北京佩特來電器有限公司、上海電驅動股份有限公司、蕪湖傑諾瑞汽車電器系統有限公司四家公司進行產業鏈優勢整合升級,大洋電機車輛事業集團正式成立。
  • 新能源汽車短期培訓廠家_廣州市華卉電子銷售有限公司
    新能源汽車短期培訓廠家, 實訓設備配置新能源汽車整車及其用於教學配套檢測系統,新能源汽車各核心部件實物,新能源汽車電池管理系統,驅動電機系統,整車控制模擬系統,輔助系統模擬平臺,專業的高壓安全防護工作裝備,新能源汽車電工電子技術開發裝備等。
  • 電機電控行業分析
    市場測算2020年我國電驅動系統310億元需求規模,預計2020年新能源汽車產量達到200萬輛水平,其中新能源乘用車佔比達到73%、新能源專用車佔比14%、新能源客車佔比12%。圖表1:新能源汽車成本拆解二、電機電控行業發展現狀1、電機行業分析國內車用驅動電機多用永磁同步電機,原材料成本的佔比較高,主要包括鐵芯疊片、驅動軸體等鋼材,釹鐵硼等稀土永磁材料,鎂鋁合金以及銅材等基本金屬
  • 新能源汽車產業鏈深度報告:解析非電池零部件最強阿爾法
    三、電機電控行業 (一)技術趨勢:集成化應用漸行漸近 新能源汽車的性能由動力電池、驅動電機和電機控制器組成的「三電」核心部 件決定,其中,電機、電控系統作為傳統發動機(變速箱)功能的替代,其性能直 接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標,其技術、製造水平直 接影響整車的性能和成本
  • 昕悅欣新能源汽車技術總監走進重慶萬通汽車學校
    ,為同學們帶來了一堂意義深遠的新能源汽車講座。  新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)中指出:發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路,是應對氣候變化、推動綠色發展的戰略舉措。2012年《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》發布以來,我國堅持純電驅動戰略取向,新能源汽車產業發展取得了巨大成就,成為世界汽車產業發展轉型的重要力量之一。
  • 新能源汽車不用機油,要怎麼保養?
    新能源汽車不用機油,要怎麼保養?大家都知道,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。大家一起來看一下!先來簡單介紹一下!
  • 30頁PPT讀懂《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》
    縱觀我國汽車產業現狀,當前,我國乘用車新車平均油耗持續下降;純電動汽車技術水平和產品競爭力全面提升;動力電池技術和規模都進入世界前列,驅動電機與國外技術水平同步發展;自主品牌車企插電式混合動力技術持續提升;氫燃料電池汽車加快進入示範導入期
  • 特斯拉、蔚來、比亞迪電機對比,哪款車電機更好
    哪款車電機更好,特斯拉、蔚來、比亞迪都是比較知名的新能源汽車品牌,中國的政策也在一直指引新能源汽車的發展,普通的汽車是發動機提供動力,讓汽車行駛的。對於新能源汽車,主要是由電機來驅動車輛行駛的。特斯拉、蔚來、比亞迪的驅動電機到底哪個品牌的好呢,下面進行對比一下。首先看特斯拉的驅動電機。
  • 未來15年,中國新能源汽車產業將發生哪些變化?
    圖片來源:攝圖網 汽車行業進入百年未有的大變革時代。未來15年,中國新能源汽車產業在關鍵核心技術、基礎設施、服務模式、產業生態等方面,都有望得到巨大提升。2035年純電動車成為新車銷售主流今年10月份發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》明確,2025年新能源汽車銷售市場規模佔比到20%左右,2035年純電動汽車成為新銷售車輛的主流。2020年前11個月,中國市場新能源汽車銷售110.9萬輛,同比增長3.9%。
  • 瓶頸不止電池一個,電機才是電動汽車最大難題?
    小編為大家搜羅多方資料,為大家好好講一下電動汽車電機的知識,以及新能源電機排行榜。讓我們一起探討下高科技的汽車心臟!1、電動汽車電機的地位電控系統是電動車的大腦,指揮著電動汽車的電子器件的運行,而車載能源系統是電控系統中的核心技術,它是銜接電池以及電池組和整車系統的一個紐帶,其中包括電池管理技術,車載充電技術以及DCDC技術和能源系統總線技術等。因此車載能源系統技術日益成為產業應用技術研究的重要方向,並且,也日益成為產業發展的重要標誌。
  • 「優能工程師」告訴你比亞迪E6驅動電機控制器結構及工作原理
    更多新能源乾貨知識,在「優能工程師」,由易到難,由淺入深,全方位學習,維信館主。lGBT結構 四、驅動系統控制策略 電動汽車行駛過程中,駕駛員根據實際行駛工況的需要,通過操作加速踏板、制動踏板、變速器操縱杆來控制電動汽車的車速