电动汽车电动机驱动技术及其发展.docVIP

电动汽车电动机驱动技术及其发展 目录 1 电动汽车驱动技术及其发展趋势 2 车用永磁电动机驱动控制技术 2 驱动电机及其控制器 3 1.驱动电机类型及其发展 3 2.国外发展情况根据国外资料介绍 3 3.我国发展现状 4 4.我国驱动电机及其控制器存在的主要问题 4 5 电动汽车用驱动电机系统的特点及分类 5 6 电动汽车用驱动电机系统的研究现状 6 7 发展趋势 6 全球汽车动力系统技术革命在哪里？从资源能源来分析，进而考虑能量的载体，最后得出结论：汽车动力的电气化是一个必然的趋势。全球汽车动力系统技术革命如图1所示。 ? ? 电动汽车的种类电动汽车基本上分为三类，第一类是完全由蓄电池推进的纯电动汽车；第二类是混合动力电动汽车，它的动力来自两个途径，一个途径是由发动机提供的，另外一个途径是由电动机提供的；第三类是燃料电池电动汽车，它在驱动方面是电能驱动，但是能量的载体是燃料电池——H2。 ? 电动汽车驱动技术及其发展趋势 ? 典型的电动汽车驱动系统，由电池供电给逆变器，通常会有一个变速箱来带动整个车辆。这个控制系统带有传感器，控制器现在都发展成数字化，电动机的变化不是很多。 与工业应用相比，汽车应用是个不同的概念。工业应用空间不受限制，用标准封装模式来应用还是可行的，但是对于汽车应用来讲，空间是有限的，每一套系统都根据特定车型来订制，尤其混合动力汽车体现非常明显。在可靠性方面，工业应用可靠性很高，但是不管从哪方面讲，工业应用的等级还是不如汽车应用，因为他们的目的是不同的。在工业应用中，主要是保证应用效率的可靠性，但是在汽车应用中，电动机应用系统的可靠性涉及到乘车者的安全，所以可靠性要求非常高。冷却方式上工业应用是风冷，汽车应用是水冷。控制性能方面工业应用多为变频调速控制，其动态性能差，而汽车应用里，需要精确的力矩控制，动态性能好。 目前车用电驱系统的发展趋势主要有永磁化、数字化和集成化。 永磁磁阻电动机效率高，比功率较大，功率因数高。数字化是电驱驱动系统的核心。 电动机系统集成有两种方式，一种是电动机跟发动机结合，一种是电动机跟变速箱结合。还有一种趋势是做电力电子的集成，现在驱动控制器产品中，国际最高水平是17.2 kW。采用混合电力电子集成技术，核心是采用高功能集成模块，采用新型薄膜电容一体化的技术。 当前中国新能源汽车中用驱动电动机和电控技术发展的现状可以这样归结：掌握了核心技术，但处于小批量生产。全世界真正做到大批量生产的只有丰田一家。 ? 车用永磁电动机驱动控制技术 ? 拥有TMS320L F2407和TMS320L F2812两个控制硬件平台。软件平台采用数字化矢量制技术，?具有如下特点：①具有多种控制模式，转矩控制、转速控制和功率控制；?转速控制精度恒转速≤±20 r/min，恒力矩控制精度±5%T n(T n是产品额定力矩)?；转矩响应速度0.3 ms。②具有上电自检功能，能够进行弱电系统和IGBT强电系统的检测，并记录故障信息。③具有参数在线整定功能，可以通过上位机编程控制修改DSP中的控制参数，如采样周期、P I参数等。④具有软件保护功能、超速保护、过温保护、堵转保护和过载保护等，能够根据采样智能判断工作状态，分辩干扰信号与真实保护信号。⑤能够自动判断采样的精度，根据误差动态的进行误差修正。⑥具有故障诊断功能，并通过总线反馈到上位机。 在高速弱磁控制方面，?可以达到1:10的恒功率区，适合于宽调速范围的调速系统。具体性能如下。①适用于多种场合的异步、永磁电动机，实现宽恒功率区的调速，实现精确的功率控制，恒功率≤±5%Pn(Pn是产品额定功率)?。②?动态性能好，?调节速度快，能够在0.5 ms内达到稳定。③可稳定控制最高频率达1500 Hz。④高速位置角动态修正，角度误差5 deg。 基于双机械端口电机的电力无级调速系统利用双机械端口电机的两个机械自由度和两个电端口的控制，实现无级调速，实现内燃机工况的最优化，是具有原始创新的技术，打破国外技术垄断。初步解决了电动机设计与控制，内转子冷却，内外电动机解耦等核心问题。 EVT混合动力汽车动力性能测试结果如表所示。 驱动电机及其控制器 　　1.驱动电机类型及其发展 　　驱动电机是电动汽车的关键部件，直接影响整车的动力性及经济性。驱动电机主要包括直流电机和交流电机。目前电动汽车广泛使用交流电机，主要包括：异步电机、开关磁阻电机和永磁电机（包括无刷直流电机和永磁同步电机）。各类型电机主要特点见表1。 　　车用电机的发展趋势如下：(1)电机本体永磁化：永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。 　　(2)电机控制数字化：专用芯片及数字信号处理器的出现，促进了电机控制器