混合动力汽车的电机驱动系统PPT课件.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，内装电机传动机构，设拨叉座及驱动齿轮行程调整螺钉。5、机壳机壳为基础件，并起导磁作用，用钢管制成，其一端开有窗口，作为观察电刷与换向器之用，