新能源汽车用的是什么电机
【太平洋汽车网】目前市场上的新能源汽车所使用的的电机主要是两种,永磁同步电机和交流异步电机。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。
电机作为新能源汽车的动力来源,其品质决定了新能源汽车可以走多远。加上近些年来电动车的发展形如"星火燎原"之势,电机的重要性不言而喻。目前市场上的新能源汽车所使用的的电机主要是两种,永磁同步电机和交流异步电机。
永磁同步电机的工作原理就是电生磁。通电后,电机中的线圈就会产生磁场,然后又因为内部的磁铁同性相斥,所以线圈便会开始转动。电流越大,线圈的转动速度就越快。
而使用永磁同步电机的优点就在于其电机的体积小且质量轻,可以省下不少的空间;另外永磁同步电机的使用效率表现优异,其高功率密度致使其电机的工作效率可以达到97%,这对于汽车而言就是保证了动力和加速度。不过永磁同步电机的缺点在于它造价昂贵,需要用到稀土这种稀缺资源作为材料。
而众所周知,中国是作为世界上稀土存储量最多的国家,而且中国的磁性材料的总产量也达到了全球的80%。所以,国产的电动车都是基本上使用永磁同步电机,例如北汽新能源、比亚迪和小鹏汽车等。
(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)
【太平洋汽车网】新能源车用永磁同步电机,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,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,提倡新能源汽车是为了应对环保和石油危机需要,减少或放弃燃烧传统的汽油或柴油驱动内燃机的现时主流车型。
新能源车用永磁同步电机,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,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,提倡新能源汽车是为了应对环保和石油危机需要,减少或放弃燃烧传统的汽油或柴油驱动内燃机的现时主流车型。新能源汽车包括四大类分别为:混合动力电动汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车、其他新能源汽车等。
直流电机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。
异步电机此类电机虽然成本低、维修方便,但效率低、调速性差。只是少量车型选用,但也不乏主流车型,从目前来看,该类电机不会成为趋势。
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【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%。
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【太平洋汽车网】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。
展开全文近年来,伴随着行业的发展,新能源汽车逐渐被广泛使用,各大厂商也推出了自家的明星产品。电机作为电动汽车最重要的部件之一,各大厂商纷纷选择合宜的电机,运用在自家的产品上。而到底不同的电机有什么差别?又各自被运用到哪些车型上去了?
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。
应用代表车型:早期部分车型:
■小结:基本上处于淘汰阶段,应用车型都是早期上市车型。
★永磁同步电机优点:效率高、结构简单、体积小、重量轻缺点:成本较高、高温下磁性衰退特性:所谓永磁,是指在制造电机转子时加入永磁体,使电机的性能得到进一步提升。而所谓同步,则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率,电动汽车的车速将最终被控制。
与其他类型的电机相比较,永磁同步电机最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度,说白了,就是相比于其他种类的电机,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业,永磁同步电机成为首选的主要原因。
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【太平洋汽车网】电机是新能源汽车区别于燃油车的构造之一,是新能源汽车获得前进动力的核心部件,它决定了新能源汽车的负载能力、加速能力、爬坡能力和最高车速,也在一定程度上影响着新能源汽车的整车能耗和续驶里程。
当前,新能源汽车所使用的电机可分为两类,即以特斯拉为代表的交流异步电机和以比亚迪等自主品牌为代表的永磁同步电机。
交流异步电机也叫感应电机,是由定子绕组形成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用,而产生电磁转矩驱动转子旋转的交流电动机。永磁电动机是一种同步电动机,其转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子的磁场是同步的。
和交流异步电机相比,永磁同步电机具有体积小、效率高、重量轻、可靠性好、工作温升小等优势,所以它在工作时的耗电量比交流异步电机更小,而且有助于新能源汽车实现车辆轻量化,有助于降低车辆能耗,在电池容量以及其它参数相同的情况下,新能源汽车搭载永磁同步电机能获得更长的续驶里程。不过,由于制造永磁同步电机需要用到稀土资源中的钕铁硼作为永磁材料,所以永磁同步电机的成本相对较高。
交流异步电机的优势是成本低,结构简单,维修方便,过载能力更强,比永磁同步电机更加适应各种恶劣的工作环境,也更加不易退磁,更能实现车辆的高性能。
电机的发展目前还是处于一个瓶颈时期,关于永磁同步电机和交流异步电机的比较,其实没有太大的区别。像国产品牌电动车就注重空间,合资品牌特斯拉就更追求动力,所以侧重使用的电机就不一样。
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【太平洋汽车网】新能源汽车电机作用:电能源与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。
纯电动汽车:优点新能源汽车具有环保、节约、简单三大优势。在纯电动汽车上体现尤为明显:以电动机代替燃油机,由电机驱动而无需自动变速箱。相对于自动变速箱,电机结构简单、技术成熟、运行可靠。
纯电动汽车:内燃机传统的内燃机能高效产生转矩时的转速限制在一个窄的范围内,这就是为何传统内燃机汽车需要庞大而复杂的变速机构的原因;而电动机可以在相当宽广的速度范围内高效产生转矩,在纯电动车行驶过程中不需要换挡变速装置,操纵方便容易,噪音低。
纯电动汽车:电能源与混合动力汽车相比,纯电动车使用单一电能源,电控系统大大减少了汽车内部机械传动系统,结构更简化,也降低了机械部件摩擦导致的能量损耗及噪音,节省了汽车内部空间、重量。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。
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。
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【太平洋汽车网】新能源汽车对电机的要求具有电动、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。新能源汽车常用的驱动电机主要包括直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。
新能源汽车驱动电机在需要充分满足汽车运行功能的同时,还应满足行驶的舒适性、环境适应性等性能以及对车辆一次充电续驶里程的要求。新能源汽车驱动电机具有比普通工业电机更为严格的技术规范和标准要求,其主要性能要求如下。
1.体积小、质量轻为了充分利用有限的车载空间,减小车辆质量,降低运行中的能量消耗,应尽量减小驱动电机的体积和质量。电机可以采用铝合金外壳,各种控制装置和冷却系统等也要求尽可能轻量化和小型化。
2.全速段高效运行一次充电续驶里程长,特别是在车辆频繁起停或变速运行的情况下,驱动电机应具有较高的效率。
3.低速大转矩及宽范围的恒功率特性即使没有变速器,驱动电机本身应能满足所需的转矩特性,以获得在起动、加速、行驶、减速、制动等各种运行工况下的功率和转矩要求。驱动电机应具有自动调速功能,可以减轻驾驶员的操纵强度,提高驾驶的舒适度,并且能够达到与传统内燃机汽车同样的控制响应。
4.高可靠性在任何运行工况下都应具有高可靠性,以确保车辆的行驶安全。
5.高电压在允许的范围内尽可能采用高电压,可以减小电机的尺寸和控制器、导线等设备的尺寸,特别是可以降低逆变器的成本。
6.安全性能动力电池组、驱动电机等强电部件的工作电压能达到300V以上,对电气系统的安全性和控制系统的安全性提出了更高的要求,新能源汽车驱动电机必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。
7.高转速与低转速电机相比,高转速电机的体积和质量较小,有利于降低整车装备的质量。
8.使用寿命长为降低新能源汽车的使用成本,驱动电机的使用寿命应和车辆保持一致,真正实现节能环保的目标。
同时,驱动电机还要求具有耐温和耐潮性能好、运行噪声低、结构简单、成本低、适合批量生产、使用维护方便。
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一、新能源汽车驱动电机综述
1.驱动电机的定义驱动电机(drive motor)是将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置,该装置也可具备机械能转化成电能的功能。驱动电机系统主要由驱动电机、驱动电机控制器及它们工作必须的辅助装置组合而成,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。
2.主要参数新能源汽车电机核心指标包括:效率、功率密度、转矩密度,其中效率包括最高效率以及高效区。
(1)持续转矩:车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下,规定的SI工作制下的最大、长期工作的转矩。
(2)最高工作转速:相应于电动汽车最高行驶车速的电机转速,车用驱动电机系统在额定电压条件下,在该转速时应能以额定功率运行。
(3)峰值功率车用驱动电机系统在额定电压、额定转速条件下,在一定的持续时间内能输出的最大功率。对于纯电动商务车用驱动电机系统,持续时间规定为60s;对于纯电动乘用车和混合动力车用驱动电机系统,持续时间规定为30s。
3.新能源汽车对驱动电机的基本要求
(1)新能源汽车电机要求结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。
整车布置空间有限,尤其是乘用车,因此对电机系统(电机和控制器)要求结构紧凑,尺寸小。如果要达到上述目的,必须提高电机系统的功率密度和转矩密度。
(2)新能源汽车电机的可靠性要求高。
整车运行环境恶劣,比如整车的振动、电池电压剧烈的波动,这些都是新能源汽车电机面临的恶劣环境。而作为整车,必须考虑到人身安全。因此,以上两个特点使得对新能源汽车可靠性提出更高要求。
(图/文/摄: 问答叫兽)问界M5 小鹏汽车P7 AION V 传祺GS8 小鹏P5 理想ONE @2019
【太平洋汽车网】新能源汽车电机功率一般70kw,电机的功率,一般指的是它的额定功率,即在额定电压下能够长期正常运转的最大功率,也是指电动机在制造厂所规定的额定情况下运行时,其输出端的机械功率,单位一般为千瓦(kW)。
电动汽车电动机可分为交流电动机、直流电动机、交/直流两用电动机、控制电动机(包括步进、测速、伺服、自整角等)、开关磁阻电动机及信号电动机等多种。适用于电力驱动的电动机可分为直流电动机(将直流电能转换为机械能的电动机)和交流电动机(将交流电能转换为机械能的电动机)两大类。在电动汽车上已应用的和有应用前景的有直流电动机、交流感应(异步)电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。
国标规定电动车电机功率不得大于240W,因此厂家为了规避国标只能在说明书上标小功率,但现在几乎所有电动车电机的功率都大于240W。一般电动车电机功率有350w、450w、500w、最高的800w,很多64v的电动车,大部分是350w。
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1、充电突然停止,新能源汽车的充电相当于燃油车的加油一样,但是当充电突然停止时就需要查看一下是否因为电池组的温度过高或充电桩发生故障;
2、动力电池组温度过高或过低,可以检查一下散热风扇的开关或者插头有无松动的情况或温度传感器有无故障;
3、电机异响,一般的原因是因为电机内电刷与换向器接触不良所导致的,也可能是因为转子内的轴承损坏;
4、电器设备不工作,出现此故障时可以尝试检测一下电气设备的线路有无不供电的情况;
5、动力电池绝缘故障,当绝缘出现问题时有可能是出现电池组潮湿或电芯漏液的现象;
6、DC/DC转换器故障,DC/DC作为变压转化的一个供电平台,时常也会爆出高压互锁、状态异常等故障现象;
7、电机控制器故障,电机控制器作为控制电机系统的核心,出现故障的频率也会比较高,例如一些电压过大,制动反馈故障等等。
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