1 驅動電機的作用

 

驅動電機、電控係統、動力電池是電動汽車的核心部分，稱為“三電”。zaidiandongqicheshang，qudongdianjitidailechuantongqicheshangdefadongjihefadianji，chuantongqichetongchangshibahuaxuenengzhuanhuanweijixienengqudongcheliangxingshi，erqudongdianjijikeyijiangdiannengzhuanhuanweijixienengqudongqichexingshi，yekeyizuoweifadianjijiangjixienengzhuanhuanweidianneng，bingcunchuzaidonglidianchinei。

 

電dian機ji控kong製zhi器qi將jiang動dong力li電dian池chi的de高gao壓ya直zhi流liu電dian變bian換huan為wei驅qu動dong電dian機ji的de高gao壓ya三san相xiang交jiao流liu電dian
，使shi驅qu動dong電dian機ji產chan生sheng力li矩ju，並bing通tong過guo傳chuan動dong裝zhuang置zhi將jiang驅qu動dong電dian機ji的de旋xuan轉zhuan運yun動dong傳chuan遞di給gei車che輪lun，驅qu動dong汽qi車che行xing駛shi。圖tu1所示為驅動電機動力傳輸圖。

 

圖1  驅動電機動力傳輸圖

 

驅動電機不僅可以驅動車輛行駛，而且可以進行製動能量回收。圖2所示為驅動電機製動能量回收示意圖。驅動電機在製動
、緩(huan)慢(man)減(jian)速(su)時(shi)
，整(zheng)車(che)控(kong)製(zhi)器(qi)發(fa)出(chu)相(xiang)應(ying)指(zhi)令(ling)，使(shi)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)轉(zhuan)換(huan)為(wei)發(fa)電(dian)機(ji)發(fa)電(dian)工(gong)況(kuang)
，此(ci)時(shi)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)會(hui)將(jiang)車(che)輛(liang)動(dong)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)能(neng)，通(tong)過(guo)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)以(yi)電(dian)能(neng)的(de)形(xing)式(shi)向(xiang)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)。

 

圖2  驅動電機能量回收圖

 

2 驅動電機的特點

 

1、體積小
、功率密度大

 

由於新能源汽車的整車空間有限

，因此要求驅動電機的結構緊湊、尺chi寸cun小xiao，這zhe就jiu意yi味wei著zhe驅qu動dong電dian機ji和he電dian機ji控kong製zhi器qi的de尺chi寸cun將jiang受shou到dao很hen大da的de限xian製zhi，必bi須xu縮suo小xiao驅qu動dong電dian機ji的de體ti積ji，提ti高gao電dian機ji的de功gong率lv密mi度du和he轉zhuan矩ju密mi度du。因yin此ci一yi般ban選xuan用yong高gao功gong率lv密mi度du的de永yong磁ci同tong步bu電dian機ji作zuo為wei驅qu動dong電dian機ji。

 

2、效率高
、高效區廣
、重量輕

 

新能源汽車驅動電機的第二個特點就是效率要高、高效區要廣、重量要輕。由於當前充電樁尚未廣泛普及，續駛裏程短一直是新能源汽車的短板，提升續駛裏程的方法有：

 

① 提升驅動電機的效率。

② 驅動電機的高效工況區要足夠廣
，保證汽車在大部分工況下都處於高效狀態。

③ 減輕驅動電機重量，間接降低整車功耗，提升續駛裏程。

 

3

、安全性與舒適性

 

新能源汽車驅動電機還需關注電機自身的安全性和舒適性。

 

安全性：即電機的可靠性，電機在惡劣環境下可以正常工作。

舒適性：即電機在運行時不會使駕駛人產生體驗上的不適感
，應關注電機運行時的振動和噪聲情況。

 

3 驅動電機的組成

 

驅動電機組件主要由永磁同步電機

、旋轉變壓器
、溫度傳感器
、lengquexunhuanshuidaoheketidengzucheng。qudongdianjishiyicichangweimeijiejinxingjixienenghediannengxianghuzhuanhuandediancizhuangzhi，shiqudongdiandongqichexingshidedonglizhuangzhi，shidonglizongchengdehexinbujian，chengdanzhediannengzhuanhuahechongdiandeshuangzhonggongneng。

 

1、永磁同步電機

 

北汽 EV160 驅動電機如圖3所示。EV160 選用的是永磁同步電機。該電機具有效率高

、體積小、重(zhong)量(liang)輕(qing)及(ji)可(ke)靠(kao)性(xing)高(gao)等(deng)優(you)點(dian)。永(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)是(shi)電(dian)驅(qu)係(xi)統(tong)的(de)重(zhong)要(yao)執(zhi)行(xing)機(ji)構(gou)，是(shi)電(dian)能(neng)與(yu)機(ji)械(xie)能(neng)轉(zhuan)化(hua)的(de)部(bu)件(jian)
，依(yi)靠(kao)內(nei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)來(lai)提(ti)供(gong)電(dian)機(ji)的(de)工(gong)作(zuo)信(xin)息(xi)，並(bing)將(jiang)這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)發(fa)送(song)給(gei)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)。

 

圖3  北汽 EV160 驅動電機

 

北汽 EV160 永磁同步電機具有電動機和發電機的雙重功能。電動機工作原理是電機控製器分別控製 U 相、V 相和 W 相繞組
，或者相鄰繞組的通電、斷電


，在相應的繞組或相鄰的繞組中產生磁場，永磁轉子在磁場的作用下同步旋轉，如圖4suoshi。cheliangjiansushi，yongcitongbudianjiqidaofadianjidezuoyong。jiaoliufadianjidegongzuoyuanlishicheliangjiansushi
，qudongluntongguochuandongzhuangzhifantuoyongcitongbudianjizhuanziyunzhuan，xuanzhuandeyongjiuzhuanzicichang，fenbieqiege U、V、W 三相定子繞組，產生三相交流電，如圖5所示。

 

圖4  永磁同步電機電動機工作原理

 

 

圖5  永磁同步電機發電機工作原理

 

2、旋轉變壓器

 

旋轉變壓器如圖6所示，它是一種能轉動的變壓器，主要由旋轉變壓器轉子與定子組成。這種變壓器的一次
、二次繞組分別放置在定、轉子上。一次
、二次繞組之間的電磁耦合程度與轉子的轉角有關
，因此轉子繞組的輸出電壓與轉子的轉角有關。

 

圖6  旋轉變壓器

 

旋轉變壓器可分為正餘弦旋轉變壓器、線型旋轉變壓器和比例式旋轉變壓器。北汽EV160 采用的是正餘弦旋轉變壓器
，主要用以檢測電機轉子位置，並把其檢測結果傳輸給電機控製器，經解碼可獲知電機轉速。

 

當旋轉變壓器勵磁繞組以一定的交流電壓勵磁時，輸出繞組的電壓值與轉子轉角成正弦
、餘弦函數關係。

 

3
、溫度傳感器

 

溫度傳感器用以檢測驅動電機的溫度


，電機控製器用它的信號保護驅動電機，避免過熱。北汽 EV160 采用的是 PT1000 溫度傳感器——鉑電阻溫度傳感器。金屬鉑（Pt）的電阻會隨著溫度變化而變化
，並且具有良好的重現性和穩定性
，利用鉑的這種物理特性製成的溫度傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器。PT1000 表示在 0℃時，其電阻為 1000Ω。

 

4 驅動電機的工作原理

 

動力電池的直流電經過高壓配電箱，通過電機控製器中的 DC/AC 變換器將直流電逆變成交流電，提供給永磁同步電機，進而永磁同步電機驅動汽車行駛。

 

當車輛滑行或製動時，電機控製器控製驅動電機使其處於發電狀態，驅動電機利用車輛動能發電，通過電機控製器中的 AC/DC 變換器將三相交流電整流成直流電，回收能量存入動力電池。

 

為避免驅動電機在工作過程中溫度過高，電機冷卻循環水管中的冷卻液可將多餘的熱量帶走
，使其保持在正常的工作溫度範圍內。

 

 

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