《电动汽车的控制》课件.ppt

电动汽车的控制

课程大纲电动汽车的基本结构了解电动汽车的组成部分，包括电机、电池、电控系统等。电机类型及控制深入探讨直流电机、交流电机、同步电机和异步电机的原理和控制方法。电池系统介绍电池的类型、特性、管理系统、充电过程以及选型应用等。电控系统分析电控系统的架构、中央控制器、分散式控制器、车载网络通信协议等。

电动汽车的基本结构电动汽车的基本结构主要由以下几个部分组成：电机：提供动力，将电能转换为机械能。电池：储存能量，为电机提供电能。电控系统：控制电机和电池，管理车辆的能量流。传动系统：将电机的动力传递给车轮。车身：承载乘客和货物，并提供安全防护。底盘：支撑车身，并提供转向、制动、悬挂等功能。与传统燃油汽车相比，电动汽车的结构更为简洁，没有发动机、排气系统等部件，因此具有更高的效率和更低的排放。

电机类型永磁同步电机(PMSM)PMSM具有高效率、高功率密度、体积小、重量轻等优点，非常适合电动汽车应用。异步感应电机(InductionMotor)异步电机具有结构简单、成本低、可靠性高、维护方便等优点，但也存在效率和功率密度相对较低的缺点。直流电机(DCMotor)直流电机在电动汽车应用中并不常见，主要用于一些特殊场合，如老款电动车或辅助系统。

直流电机原理1电磁感应磁场变化产生感应电动势2电磁力电流在磁场中受到力的作用3电磁转矩电流和磁场相互作用产生转矩直流电机是电动汽车的核心部件之一，其工作原理基于电磁感应和电磁力的相互作用。直流电机的转动由电磁转矩驱动，转矩的大小取决于电流和磁场强度。当直流电机通电时，电流在磁场中受到力的作用，产生旋转的力矩，驱动电机转动。转速越高，电磁转矩越小，反之亦然。

交流电机原理工作原理交流电机是利用电磁感应原理工作的。它通过绕组中的交流电流产生旋转磁场，磁场切割转子导体，从而产生感应电流，感应电流与磁场相互作用，产生电磁力矩，驱动转子旋转。类型交流电机主要分为同步电机和异步电机两种。同步电机是指转子与磁场同步旋转的电机，而异步电机是指转子与磁场不同步旋转的电机。应用交流电机在电动汽车中应用广泛，尤其是在高功率、高效率的应用场景中。它们可以提供高转矩和高速度，并且具有较高的效率和可靠性。

同步电机1工作原理同步电机是一种转子速度与电源频率保持同步的电机。其转子绕组通电后，会产生磁场，与定子产生的旋转磁场同步旋转，从而驱动转子转动。同步电机的特点是效率高、转速稳定、功率因素可调，广泛应用于电动汽车、风力发电等领域。2分类同步电机主要分为两种类型：永磁同步电机(PMSM)和励磁同步电机(SM)。永磁同步电机使用永磁体作为转子磁场，而励磁同步电机则通过外部励磁绕组产生磁场。3应用在电动汽车中，永磁同步电机被广泛应用于驱动系统，因为其具有高效率、高功率密度和较高的转矩-速度特性等优点。

异步电机结构异步电机是一种旋转电机，由定子和转子组成。定子包含绕组，当通电时会产生旋转磁场。转子由导体材料制成，没有绕组，在旋转磁场的作用下感应出电流，从而产生转矩并旋转。工作原理异步电机的工作原理基于电磁感应原理。当定子绕组通电时，产生旋转磁场，该磁场切割转子导体，在转子中感应出电流。感应电流与定子磁场相互作用，产生转矩，驱动转子旋转。转子的转速始终低于定子磁场的旋转速度，这就是异步电机得名的原因。

电机参数及选型参数描述功率电机输出功率，决定车辆的加速性能和爬坡能力。转速电机转速，决定车辆的最大速度。扭矩电机输出扭矩，决定车辆的起步加速性能。效率电机能量转换效率，决定车辆的续航里程。重量电机重量，影响车辆的总重量和操控性能。体积电机体积，影响车辆的内部空间和设计布局。电动汽车电机选型需要综合考虑车辆的性能需求、成本、重量、体积等因素。不同类型的电机具有不同的性能特点，需要根据实际情况选择合适的电机。

电机驱动系统1电机电机是电动汽车的动力来源，将电能转换为机械能，驱动车轮。它需要承受高功率输出和快速响应的要求。2控制器控制器负责控制电机的转速、转矩和方向，根据驾驶员的指令和车速信号调节电机输出功率。3逆变器逆变器将直流电转换为交流电，为电机提供所需的电流和电压。

电池类型及特性锂离子电池锂离子电池以其高能量密度、长循环寿命和低自放电率而闻名，是目前电动汽车最常用的电池类型。它具有以下优点:高能量密度长循环寿命低自放电率工作温度范围广铅酸电池铅酸电池是一种成熟的电池类型，价格相对便宜，但能量密度较低，循环寿命有限，因此在电动汽车中应用较少。镍氢电池镍氢电池的能量密度高于铅酸电池，但低于锂离子电池，循环寿命也较长，在电动汽车中也有应用，但近年来使用量在减少。燃料电池燃料电池利用氢气和氧气反应产生电能，具有零排放的优点，但成本高，基础设施尚未成熟，目前主要用于特定应用场景。

电池管理系统1监控电池状态电池