混合动力汽车的电机驱动系统.ppt

项目三混合动力汽车的电机驱动系统一、混合动力汽车电机驱动系统的组合形式

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

混合动力汽车电机驱动系统的组合形式:机械驱动式、机电集成化驱动系统、机电一体化驱动系统、轮毂点击驱动。
二、混合动力汽车的电机驱动系统的要求
１、转矩、功率密度大
无论是纯电动汽车还是混合动力汽车，动力总成结构都非常紧凑，留给电机驱动系统的空间非常小，在减小电机体积的同时，还要求电机具有足够的转矩和功率。
２、电机工作速域宽
在电机和输出到轮毂的轴之间设有主减速齿轮，要达到车辆的最高转速，驱动电机的理想机械特性是：
基速以下输出大转矩，以适应车辆的启动、加速、负荷爬坡、频繁起停等复杂工况；
基速以上为恒功率运行，以适应最高车速、超车等要求。
３、系统效率高
电动车供电电源能量有限，提高电驱动系统的效率是提高汽车续航里程和经济型的重要手段。４、系统适应环境能力强
电机及其驱动器要防水、防尘、防震，具有很强的适应环境能力。电机结构要坚固、体积尽可能小、重量尽可能轻、具有良好的环境适应性和高可靠性。
５、电磁兼容性好
电机驱动系统在汽车上是比较大的干扰源，在电机和驱动器设计及整车布置上要充分考虑电磁兼容和屏蔽，尽量避免和减小驱动系统对其他电器的影响。另外也要避免和减小点火系统等干扰源对电机驱动系统的影响。
６、性价比高
电机驱动系统作为整车的一个元件，在保证性能的前提下，造价不能太高，尤其是当前世界汽车行业竞争激烈的环境下，提高驱动电机的性价比才能为电动车的产品化铺平道路。三、电机驱动系统的电机及其控制器

电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能与机械能的转换。

电动机一般按要求具有电动和发电两项功能，按类型可选用直流电动机、感应电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机四大类

三、电机驱动系统的电机及其控制器

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。

功率转换器按所选电机类型，有DC/DC、DC/AC、PWM功率转换器。其作用按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

DC/DC是直流斩波电路
将直流电变为另一固定电压的直流电或可调电压的直流电。
其输出的功率或电压的能力与占空比（由开关导通时间与整个开关的周期的比值）有关。
开关电源可以用于升压和降压。

DC/AC的转换器（逆变器）
将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。PWM（脉冲宽度调节）
通过调节脉冲宽度实现电压的调节
指利用电容、电感的储能的特性，通过可控开关进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。四、驱动电机及控制系统的发展趋势
1、电机永磁化
永磁电机效率高、比功率大、功率因数高、可靠性高、便于维护
2、逆变器数字化
电动汽车中，蓄电池直流电通过逆变器转换成交流电给电动机，其核心原件为TGBT和电容占电机驱动控制器成本的50%以上
3、系统集成化
在电动汽车中，系统集成化是降低成本的需要。电机驱动系统的集成化包括两个方面：
（1）机电集成：电动机与发动机集成、电动机与变速器
（2）控制元件集成：电机驱动系统所有控制元件集成活动二直流电机及其控制系统
直流电机是指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。
它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；
作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。一、直流电动机结构
主要由电枢、磁极、电刷及电刷架、壳体及前后端盖等组成
现代汽车起动机一般使用直流串励式电动机，这种直流电动机其励磁绕组与电枢绕组串联。
（一）定子（静止部分):产生主磁场和电动机的机械支撑
1、磁极
由磁极铁心和磁场绕组两部分组成
磁极是用来产生电动机的磁场磁极铁心上套有磁场绕组，4个（6个）绕组按一定方向连接，绕组通电后产生磁场，将磁极磁化，各磁极的内侧形成N、S极相间排列的形式，在磁极、外壳和电枢铁心之间形成磁路磁场绕组的连接方式有两种方式：
一种是四个绕组依次串联后再与电枢绕组串联；
另一种是磁场绕组两两串联后再并联，然后与电枢绕组串联，这一种电动机内阻小，可以获得更大的电枢电流。
2、换向磁极：
由磁极铁心和绕组两部分组成
产生附加磁场，在电动机换向时，减小电刷与换向器之间的火花，避免烧坏换向器。
3、电刷和电刷架
与换向器保持滑动接触，是将电流引入电枢使之产生定向转矩
电刷一般是四个，相对安装是同极，分别为绝缘电刷和搭铁电刷。

4、前后端盖与轴承
前端盖用钢板压制，内装电刷架。
后端盖用灰铸铁或用铝合金铸造