第三章 电动汽车驱动系统

第三章电动汽车驱动系统及

控制系统应用实例

第一节电动汽车交流感应电机驱动系统

几年前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电耐，这是因为牵引直流电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点i近几年来，交流电流驱动系统的研制和开发不断取得新突破，它的突出优点是体积小、质量轻(其比质量约为0.5～1.0kg／kW)、效率高、基本免维护、调速范围广。下面是一具有代表性的电动汽车交流电机驱劫控制系统，如图3-1所示。它主要由四个子系统构成：驱动系统、冷却系统、车身控制系统、能量管理系统。

具有交流驱动系统的电动汽车是90年代发展起来的新技术，尽管目前尚处于发展完善阶段，试制成本比较昂贵，但该系统已显示出强大的生命力，与直流电机系统相比，它具有以下优点：

①交流驱动系统的批量生产价格几乎与直流系统相当；

②交流电机的可靠性约为直流电机的六倍；

⑧整个交流驱动系统的可靠性约为直流驱动系统的2倍；

④直流斩波调速系统的维护保养费用约为AC系统的2.5倍；

⑤交流驱动系统与直流斩波调速驱动系统相比，节约5％～7％的电能，而与直流电阻调压调速系统相比将节约25％～30％的电能。

在目前世界上众多著名电动汽车中，美国通用汽车公司的Impact电动轿车采用的是感应电机交流驱动系统，通用汽车公司1990年展出的Impact电动轿车，采用前面两个车轮驱动。

两个车轮旁都有一个峰值功率为42.5kW的三相鼠笼感应电机，两个逆变器分别控制这两台电机，逆变器采用了P—MOSFET大功率半导体器件，用PWM(脉宽调制)方法产生频率在0～400Hz范围可调的三相正弦电压驱动电机。使用两台电机和两个逆变器是为了避免大电流带来的一些问题，电机的效率在90％～95％范围内，效率大小由负载大小决定，电机最高工作转速为12 000r/min。该车使用美国德科·瑞米(Delco Remy)的32块10V的铅酸电池串联给驱动系统提供320V的系统电压，电池组的容量为42.4Ah，所含能量13.6kwh，

电池箱重395kg。该车从静止加速到96 km/h仅8s，以88km／h速度运行的一次充电续驶里程为193 km。

美国通用汽车公司为中小学学生研制的电动大巴校车，采用两个额定功率为50kW、峰值功率为120k'W的三相感应电机，逆变器采用了大功率半导体器件IGBT(绝缘门双极型晶体管)。为了分散IGBT所承受的电流，每个感应电机的定子采用双绕组结构，并配置两个逆变器。

日本日产汽车公司的Nissan FEV电动汽车使用了两个三相感应电机，每个电机额定功率20kW，最高转速达到了15 000r／min，最大扭矩47.5N·m，配置了两个以IGBT为大功率半导体器件的逆变器。

德国宝马汽车公司的BMWEl电动汽车采用前轮驱动，使用两个BDCM(无刷直流电动机)，每个电机额定功率为32kW，峰值功率为70kW，比功率达到了3kW／kg，配置了两个以IGBT或P—MOSFET(功率场效应晶体管)为大功率半导体器件的逆变器。

日本东京电力等几家公司联合开发的IZA电动轿车采用电动轮直接驱动，四轮中每轮都安装一个BDCM电机，每个电机额定转速288r／min，额定功率6.8kW，最大转速1.540r ／min，电机控制器是以GTR(大功率晶体管)为大功率半导体器件的逆变器。

第二节电动汽车交流驱动系统及常规控制应用实例

1．牵引电动机设计要求举例

重庆电机厂在1994年为美国通用休斯电子公司研制生产了电动汽车牵引用三相鼠笼感应电动机，其中50kW／15kW(指最大功率为50kW，额定功率为15kW)的电动机用在了电动轿车上，下面将通用休斯电子公司委托该厂生产的100kW／30kW(指最大功率为100kW，额定功率为30kW)的电动牵引电动机的要求介绍如下。

(1)电机类型

三相交流鼠笼式感应电动机，建议采用四极，厂家也可以根据情况而定采用几极，要求电机采用Y形连接方式。

(2)电气参数

①线电压：转速3600r／min时，线电压有效值为195V；

②效率：转速3600r／min和输出功率30kW时，效率≥93％；转速3600r／min和输出功率100kW时，效率≥91％；

③功率因素：转速3600r／min和输出功率100kW时，功率因素≥0.85。

(3)机械参数

①基准转速：3600r／min(基准频率120Hz)；

②最大扭矩：转速不高于3600r／min时，最大扭矩能达到265N·m；

⑧额定扭矩／功率：转速不高于3600r／min时，电机持续工作的扭矩能达到89N·m；转速为3600～9000i／min之间时，电机持续工作的功率能达到30kW；

④最大功率：在冷却液入口温度为45℃，转速为3600r／mln时，电机能以100kW的输出功率连续工作5min；

⑤转速指标：0～9000r／min工常工作转速，机械极限转速10000r／min；

⑥环境温度：一20℃～十65℃；

⑦使用寿命：总运行时间能达到10 000h，其中在电机冷却液入口温度为65℃条件下按图4—2(a)所给定的工作循环运行7 000h，在转速为?500r／min和输出功率为30kW时，连续运行3000h。为了进一步理解图4—2(a)所示工作循环的概念，图4—2(b)给出了与图4—3(a)相对应的电机功率输出循环，图4—2(c)还给出了电机的最大扭矩和最大功率相对于电机

转速的特性图；

⑧质量：电机总质量不大于85 kg ；

⑨噪声：3 600，／min 时，噪声

小于80dB ；

⑩振动：10～28Hz ，振幅1 mm

振动；28～200Hz ，30m ／s 2的加速度：

根据DIN45665确定一般振动能力；

0～7 000r ／min ，2.5mm ／s 等效速度；

7 000～8 500r ／min ，4mm ／s 等效速度。

2．30kW 交流驱动系统

某公司研制、开发了30kW 以

上交流驱动系统用于电动汽车，这

套系统由一台额定功率为30 kW 的

交流异步电动机，IGBT 变频器构成。

(1) 15kW 交流异步电动机的主

要技术指标：

①额定电压：280V ；②额定转

速：l 500r ／min ；③调速范围：50

～4 500r ／min ：④额定扭矩：70N ·

m ；⑤启动扭矩：105 N ·m 。

(2) 变频器的主控制系统

30kW 交流驱动系统是一种全数字系统。它的控制电路主要由8098微处理器和产生SP- WM 控制波的SLE4520组成，还有

一个与之配套的软件系统。系统框

图如图3-3。

其中四位LED 显示器配合8

个功能键来控制和显示电动汽车正

在运行的速度或负载电流。在出现

故障时，自动显示故障类型。8098

通过8255的PA3～PA0经驱动器与

PCI ～PC0共同控制8个功能键，通

过8255的PB7～PB0输出相应的运

行速度或负载电流；在出现故障时，

自动显示故障的性质，便于维护。

(3)驱动系统主电路

主电路的大功率模块IGBT 为

CMl00TF 二32；它是一只6单元、 100A 、600V 的第三代IGBT ，在PWM 波控制丁T 1～T 6，按要求导通和断开的情况下，极为重要的是保证一个臂的上下两只IGBT 不能同时导通，否则就会损坏IGBT 。因此，保护电路在变频器中是极为重要的一部分，保护电路包括直流输入欠压检测，直流过压检测，直流过流检测，交流输出过载检测及散热体过热检测等。其中直流过流检测应用霍尔电流敏感

器件，其它保护电路用电压检测器MC340064／33064。霍尔器件用LEM公司的LA25一NP电流传感器，它的原边与副边电路是绝缘的。

在输入输出口中，全部采用高速光电耦合器件来切断接口与微处理器之间的电路联系，以防止干扰从检测器的输入通道和保护电路的输出通道进入主机系统。采用高速光耦器件的主要优点是有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰。

本系统与直流驱动系统相比较，性能指标基本相同，但交流驱动系统的价格比直流驱动系统要高得多但运行成本低。

第三节3bkW开关磁阻电动机调速控制系统

电动汽车的驱动系统除了直流电机驱动系统，感应电机交流驱动系统和永磁同步电机交流驱动系统以外，近年来，开关磁阻调速电机(SRM)驱动系统也开始在电动汽车上进行了试验。开关磁阻调速电机是英国于1983年首次正式推出的，经过十几年来的研制开发，现已成为现代交流调速传动的又一个新支，它是由磁阻电机和开关电路控制器组成的机电一体化新型调速电机。它具有可控参数多，实现四象限控制方便、成本低、效率高等优点。随着技术的进步，开关磁阻电机驱动系统以其优越的价格性能比，将在电动汽车的开发研制中具有更加广阔的发展前景。

下文介绍驱动22座EQ6690EV轻型电动客车(中巴)开发的开关磁阻电动机调速系统。

(1)驱动系统的主要技术指标…

①额定功率：30kW

②额定转速：1 500r／min

⑧额定转矩；190N·m

④启动转矩：1.5×190N·m

⑤调速范围：50～4 500r／min(正向)

50～1 500r／min

⑧恒转矩工作区：50～1 500r／min

⑦恒功率工作区：1 500～2 300r／min

⑧升降恒时间(0～1 500和1 500～0r／min)：3s

⑨电源电压：DC288(波动范围240～302V)

⑩冷却防护：自冷；Ip23 (控制器)

Ip44 (电动机)

(2)开关磁阻电动机调速系统的结构原理

图3—4表示本系统框图，其结构上主要由磁阻式电动机和控制器两部分组成。控制器接受的操作指令来自汽车司机的面板开关信号和踏板信号。

面板开关信号主要用于使电动机起动停止和正反向转动；踏板信号用于电动机的转速给定。

控制器同时接收来电动机传感器的反映电动机运行状况的信号，调节并使电动机按操作指令运行，且维持良好的工作特性状态。电动机的运行状况可通过置于车辆仪表板上的显示电路显示出来。

选择电动机与Y系列鼠笼感应电动机相同的机座型式，其中心高为200mm，自冷、防护等级为Ip44，考虑到要求电动机启动转矩较大和转矩脉冲较小，定转子铁心采用8／6级四相式结构，见图3—5。

控制该电动机四相绕组激励电流的大小，可改变电动机的转矩和转速。控制电流与转

子角位移的相对关系，可实现电动运行和制动运行。通过改变各相绕组的激励次序，还可改变电动的转向。

电动机后部装有传感器，主要由齿盘和两只传感器原件组成，用以检测电动机的角位 移和拍转速。

图3-6表示了控制器中功率

电路及其与电动机绕组的连接关系。

由2 4个镍铬电池相串联构成

的电源B 0通过接触器KM 与功率

电路相连接。功率电路主要由四只

IGBT 功率开关T A 、T B 、T C 、T D 和

四只续流二极管D A 、D B 、D C 、D D

构成四相半桥式逆变电路，其IGBT 的额定容量为600A ／600V 。

这里采用两相同时通电的工作方式。当任一时刻两只功率开关同时导通时，电源电能流向电动机绕组。当一只功率开关关断时，绕组通过续流二极管向电源回馈电能。在电动机处于电动状态时，每通电周期从电机流向电源的电能多于从电源流向电机的电能，此时电动机工作于发电状态，蓄电池被充电。

图中电容器C 的作用是将逆变桥路较尖锐的工作电流进行滤波，使流入流出蓄电池的电流比较平滑。如电动机额定工作时，绕组峰值电流为330A ，而电源峰值电流为150A 。 控制电路的作用是接受操作指令信号，向功率电路输出功率开关的驱动信号，如图3-7。

控制电路的输出信号由相位电逻辑、转速调节和限流三路信号组合而成。其相位电逻辑电路决定四相功率开关的通断区间，满足电动机不同转速、负载及电动制动转换需要。转速调节是通过典型的转速、电流双闭环实现，并通过脉宽调制(PWM) 方式对电动机调速。限流电路用于保护电流不超过允许范围。

此外，控制电路还对系统运行情况进行监捌，实现对电源电压越限、电动机过载、电动机堵转、电动机过电流、控制器过热及短路等多项保护。

采用开关磁阻电动机谓速系统用于电动汽车有如下特点：电动机结构简单、坚固，特别是转子上无绕组，适用于频繁正反转及冲击负载，功率电路采用的功率开关元件较少，电路较简单。功率元件与电动机绕组相串联，不易发生直通短路，因此成本较低，工作可靠，控制电路较简单，能够实现宽调速、低速大转矩和制动能量反馈等特性；系统效率高，启动转矩大、电流小。

第四节通用休斯电子公司丑20kW感应电机驱动系统举例

图3-8是通用休斯电子公司为屯动大巴校车设计的双绕组三相感应电机驱动系统结构框图。驱动系统由逆变器和职绕组感应电机两大部分构成。在电动汽车上，通常说的电机功率是指电机的最大功率，而不是指电机的额定功率。这里说的120kW电机，指的是电机最大功率为120kW，图3-8所示电机的额定功率只有50kW。图中的电机为双绕组结构的三相鼠笼式感应电机，电机之所以要采用双绕组结拇，是为了使由IGBT构成的电源变换器能分为两组来给电机绕组提供三相交流电。这样虽然驱动系统中的IGBT的数量增加了一倍，但由于降低了单个IGBT所承受的电流(降低一半)．，而可以选用耐电流值较小的IGBT，整个驱动系统的成本反而降低了，电源变换器采用PWM方法，实现由电池组提供的直流电源到输入给电机的可变频率和幅值的三相交流电的变换。

图3-8所示驱动系统为闭环控制系统，内环有电机的相电流反馈，外环为电机转子位置和速度反馈，用旋转变压器来做为检测电机转子位置和转速的传感器。系统采用了多处理器方案，有68MCll微处理器和数据处理器(DSP)，DSP用于快速实时完成如失量控制、闭环

控制所需的大量数据处理工作。系统具有再生制动的功能，电机能在四个象限内运行。而电机温度反馈用于保护电机，防止电机因系统出现故障而过热。

驱动系统接收电动汽车加速踏板、PRND按键、刹车踏板等输出控制信号，并根据电机转子当前的转速、转向和位置等信号，对电机进行矢量控制。矢量控制决定了由六个IGBT 三相桥路构成的电源变换器(两组控制变换器需要12个IGBT)的脉宽调制过程，产生频率和幅值可变的三相交流电来驱动电机，或实现车辆的再生制动，把车辆运行的机械能转换为电能给蓄电池充电。加速踏板采用电位器作为踏板位置传感器，刹车踏板也采用电位器来作为踏板位置传感器以实现车辆的再生制动，当刹车踏板往下踏到了足够低的位置时，除了再生制动仍然有效外，气刹式或液压制动也同时有效，这样满足了紧急刹车的需要。

该驱动系统配有J1850串行通讯口，能通过一简单的转换器，与便携式PC个人计算机连接。在软件的配合下，便携式PC机记录驱动系统中的各传感器数据，所记录的数据为以后对电动汽车驱动系统进一步优化设计提供重要资料。便携式PC机还能显示驱动系统中的加速踏板电位器、刹车踏板电位器等许多电路连线是否有错或是否有其它故障。

在该通用公司为中小学学生设计的电动校车上，使用了两套如图3-8所示的驱动系统，驱动系统的逆变器和电机共用一个冷却回路，采用油冷方式，电动校车约12 m长，车辆和乘客的质量约16 t。在我国城市中。由于车辆运行的速度较低，在设计类似于上述电动校车的电动大公共汽车时，驱动系统的功率可选得较小一点。

第五节智能控制系统应用举例

电动汽车驱动系统采用何种控制方案是十分重要的。开环控制有很多缺点，如精度依赖于执行部件电机单元本身和负载扭矩，且动态响应慢。那些低速低功率电动汽车可能采用较简单的开环控制。而高性能的电动汽车采用闭环控制并使用先进的控制算法。采用普通硬件和复杂软件相结合，能实现电动汽车不同的应用要求。

在电动汽车的驱动系统中，希望能够调整电机磁通来保证电机完成特定的运行，但要注意电机的工作效率，电机处在其额定磁通状态下效率最高。交流感应电机或交流永磁同步电机PMSM磁通开环调整采用的变压变频控制(VVVF)已广泛用于工业当中，尽管采用误差补偿能够改善性能，但要想其精度不依赖电机自身和负载扭矩时，闭环控制是必要的，采用闭环控制还有一大优点就是动态响应过程变快。

感应电机交流驱动系统和永磁同步电机PMSM驱动系统，要想获得快速动态响应和精确的控制，必须采用矢量控制(V ector Contr01)。矢量控制技术提供了一种把定子电流向量分解成两个正交电流分量的方法；一个产生气隙磁通，另一个产生扭矩，这样，就提供了一种与激励直流电机相似的扭矩和磁通分别控制，使交流感应电机具有与直流电机同样好的控制性质。

微处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器和专用集成电路芯片(ASIC)在驱动系统中的不断发展和应用，使其能够快速完成复杂的控制算法和实现最优的控制方案，也能增强驱动系统控制的灵活性和使用的可靠性。

常规线性控制算法，如PI和PID调节方法不再能满足高性能的控制要求。常规PID控制中的比例、积分和微分三种控制作用，对于获得良．好控制来说都是必要的，但是还不是充分的条件。这种控制方式无法解决稳定性与准确性之间的矛盾。对电动汽车而言，由于它本身固有的惯性和滞后特性，以及控制系统中被控对象或过程动力学特征的内部不准确性和外部环境扰动的不确定性，所有这些因素都给系统控制带来困难，使控制问题复杂化。从物理本质上看，控制过程是一种信息处理及能量转移的过程。因此，提高信息处理能力，以最短的时间和最小的代价实现系统按预定的规律进行能量转移，就是控制系统设计所要解决的

中心问题。

被称为第三代控制理论的智能控制(1C——Intelligent Contro1)就是自动控制、计算机技术、人工智能及运筹学等不同领域的相互交叉和渗透，形成许多新的现代控制技术，如自适应控制、模糊控制、神经网络和专家系统等。

下面介绍电动汽车驱动系统的模糊控制技术应用实例。

该电动汽车控制系统，从接收的加速踏板、刹车踏板、转向盘、PDRN控制手柄的输出信号、工况反馈信号和能量管理控制系统(蓄电池储能、能量再生等等)的信号，均采用模糊逻辑推理处理。完成系统模糊控制，实现人工智能最佳控制方案。

电动汽车驱动系统中采用稀土三相永磁同步交流电机，采用IGBT的逆变(直一交)调速装置，其驱动系统原理框图如图3-9所示。

电动汽车驱动系统中除电力

驱动装置外，关键在于控制器，

它从动力链的各个环节上如何进

行合理控制车的运行状态、能源

分配和协调功能，以充分协调和

发挥各部分的优势，获得整体汽

车的最佳运行状态，这就必需有

一个性能优越、安全可靠的控制

器。电动车是多变量输入，且难

以用一个准确的数字模型来描述，

如脚踏加速板给出的信号与车速

的关系，它不仅与路况有关，还

与环境有关，同时与蓄电池当前

储能状况有关。这些难于用数字

模型表示的系统，用模糊控制就

相当容易解决。模糊逻辑控制实

际上是一种专家系统的方法，能模仿人对被控系统的控制操作。模糊逻辑控制推理的基础就是知识库；电动汽车在不同工况下的不同运行规则，可在运行过程中逐条调整，逐条修改知识库，实现电动汽车优化控制。

模糊控制器采用模糊推理芯片F100

及有关外围接口电路组成，原理方框如图

3-10所示。

模糊控制器的控制规则是基于司机手

动控制策略，手动控制的作用同自动控制

系统中的控制器的作用是基本相同的，所

不同的是手动控制决策基于操作者的经验

和技能，而控制器的控制决策是基于模糊

逻辑推理规则。利用模糊集合理论和语言

变量的概念，用模糊条件语句归纳司机手

动操作策略，即建立模糊控制器的模糊控

制规则。采用常用的模糊语句，如“若有

刹车信号(Z＝1)时，则应有电动机转矩为零(即应有u1 = 0 )，且能源再生控制电路启动、工作”，这就可用模糊条件语句“若A则B，且若A则C (if A then B and if A thenC)”来描述。

如此将司机手动操作的策略归纳出主要的四十八条模糊控制规格后，存储于模糊芯片F100中，当加速踏板；刹挚踏板√转向扭、PORN(停车、前进、倒车、空挡)以及电动机运行状态等各检测信号输入到F100芯片后，根据各类信号值(在(0，1)间取值，与FlOO内主要的48条规则比较，决策出唯一的输出，去控制功率电路等)，最后使得电动机获得最优运行状态，即使电动汽车处于最优的行驶状态。

主要的48条模糊控制规则是：加速踏板对应4条，刹车踏板对应2条，PDRN对应4条，转向盘对应10条，直流I检测、交流I检测各对应10条，蓄电池充、放电及储能状态对应4条，保护措施对应4条。

电动汽车驱动电机匹配设计.

电动汽车驱动电机匹配设计 目录 1 概述 (1) 2 世界电动汽车发展史 (2) 3 电驱动系统的基本要求 (5) 3.1电驱动系统结构 (5) 3.2电机的基本性能要求 (6) 4 电动汽车基本参数参数确定 (7) 4.1电动汽车基本参数要求 (7) 4.2 动力性指标 (7) 5 电机参数设计 (7) 5.1 以最高车速确定电机额定功率 (7) 5.2 根据要求车速的爬坡度计算 (8) 5.3 根据最大爬坡度确定电机的额定功率 (9) 5.4 根据额定功率来确定电机的最大功率 (9) 5.5 电机额定转速和转速的选择 (9) 6 传动系最大传动比的设计 (10) 7 电机的种类与性能分析 (11) 7.1 直流电动机 (11) 7.2交流三相感应电动机 (11)

7.3 永磁无刷直流电动机 (11) 7.4 开关磁阻电动机 (12) 8 电机的选择 (13) 9 电机其他选择与设计 (15) 9.1 电机形状位置设计 (15) 9.2 电机冷却设计 (15) 10 总结与展望 (17) 10.1 总结 (17) 10.2 问题与展望 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 1.概述 汽车工业在促进世界经济飞速发展和给人们生活提供便利的同时，又展现出了其双刃剑的另一面，它将能源与环境问题推到了日益尴尬的处境。“能源、环境和安全”成为了21世纪世界汽车工业发展的3大主题。其中，能源与环境问题作为全球面临的重大挑战和制约汽车工业可持续发展的症结所在，更成为重中之重。电动汽车使用电能作为动力能源，而电能具有来源广、清洁无污染等特点。电动汽车被公认为21世纪重要的交通工具。 电动汽车是指汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车，它主要以动力电池组为车载能量源，是涉及机械、电子、电力、微机控制等多学科的高科技技术产品。按照汽车行驶动力来源的不同，一般将电动汽车划分为纯电动汽车（Pure Electric Vehicle，PEV）、混合动力电动汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）、插电式混合动力电动汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）和燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）4种基本类型。 自1881年法国电气工程师Gustave Trouve制造出首辆电动汽车开始，电动汽车经历了曲折起伏的几个发展阶段，其中的决定因素就是动力电池技术和人们

电动汽车动力性能分析与计算

电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。 电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力 电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有： 电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦

损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡 电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式： 以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得： 或 由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得： 式中PM为电动机的输出功率。 用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。

纯电动汽车的结构和驱动系统性能比较资料

纯电动汽车的结构分析和驱动系统性能比较 摘要 纯电动汽车驱动形式有很多种，为了选择最合适的驱动系统，我们对不同驱动系统的结构特征进行了分析，在纯电动汽车上匹配不同的驱动系统后比较其动力性；以城市驾驶循环为例建立车辆能耗模型来比较其经济性。结果显示：单电机直接驱动系统虽然最简单，但其性能最差；装配两速变速器后，动力性显著改善，汽车行驶里程增加3.6％，但自动变速的功能难以解决;采用轮毂电机驱动系统可以改善汽车的动力性，但实际行驶效率不高;而双电机耦合驱动系统可以实现高效率行驶，其行驶里程比单电机直驱增加了7.79％，并且因为其具有结构简单，行驶效率高等特点，所以适用于现在的纯电动汽车。 绪论 作为核心部件，电力驱动系统的技术水平直接制约纯电动汽车的整体性能。如今，有多种驱动系统可以使用。根据车轮驱动扭矩的动力源，驱动系统的模式可分为整体式驱动和分布式驱动。整体式驱动系统的驱动扭矩由主减速器或次级减速器或差速器来调节，主要包括单电机直驱和主副电机耦合系统。在分布式驱动中，每个驱动轮都有一个单独的驱动系统，轮毂电机驱动系统是分布式驱动的主要形式。 整体式驱动的技术相对比较成熟，但驱动力通过差速器被大致平均分配到左、右半轴，单个驱动轮的转矩在大多数车辆中不能独立地调节。因此不安装其他的传感器和控制器，我们很难对汽车的运动和动力进行控制[1]。分布式驱动近几年飞速发展，由于大多数车轮和电动机之间的机械部件被替换，因此分布式驱动系统具有结构紧凑和传动效率高的优点[2]。 为了选取最适合纯电动汽车的驱动方式，本文对不同驱动系统的结构特征和动力性经济性比较进行了比较说明。本文结构如下：第二部分为驱动系统的结构特征分析，第三部分介绍驱动系统的参数和部件性能，第四部分比较不同驱动系统的动力性，第五部分比较不同驱动系统的经济性，第六部分得出结论。 结构分析 整体式驱动 整体式驱动系统被广泛应用于各类电动车辆，其主要结构如图1所示。其中M是电动机，R是固定速比减速器，T是变速器，D是主减速器，W是车轮。图1 a是单电机直驱系统，其扭矩由主减速器调节，通常称为直驱系统。图1 b和直驱系统十分相似，除了扭矩由变速器调节。因为驱动电机的速比调节范围比内燃机的更大，所以能以较少的齿轮数目的传动来满足在任何工况下的电动汽车需求。图1 c是另外一种整体式驱动形式，其采用两个驱动电机和主减速器，其中一个电机在大多数工况下作为汽车的动力来源，另外一个电机只有在需要附加功率时才会工作。

纯电动汽车动力系统及驱动技术

纯电动汽车动力系统及驱动技术 一、电动汽车简介及现状 电动汽车就是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆,电动汽车可分为三种:蓄电池式纯电动车、燃料电池电动汽车与混合动力电动汽车。电动汽车历史悠久,世界上的第一辆电动汽车于1834年诞生,比1886年问世的世界上第一辆内燃机汽车还要早半个世纪。 大力发展新能源汽车从而实现世界交通及能源结构的转型已经成为当代汽车行业实现可持续发展的重要趋势。与传统燃油汽车相比,电动汽车尽管目前技术不太成熟,但凭借其能源效率高、环境污染小、能源多样化的优点已经成为汽车行业发展的必然选择,其发展也得到世界各国政府的重视与支持。 1、1 国内电动汽车发展现状 我国的电动汽车研究大约开始于上个世纪60年代,自“八五”以来,通过大量人力、物力与财力在纯电动汽车研究上的投入,正式把电动汽车的研究列入攻关计划,并在在北京、杭州等城市开展了不同形式的小规模示范运行。 2001年我国正式启动了“十五”国家高新技术研究发展计划(863),电动汽车被列入其中并投资数亿,确立了以燃料电池汽车、混合动力汽车与纯电动汽车为“三纵”,以多能源动力总成、驱动电机与动力蓄电池共性关键技术为“三横”的“三纵三横”研发布局川,具体分工如下:承担电动大客车项目的有北方车辆厂与北京理工大学,承担纯电动轿车研发的就是上海汽车、上海交通大学、天津汽车集团等。 自2009年以来,国家陆续出台《汽车产业调整振兴规划》、电动汽车“十城千辆”项目,这表明在低碳经济的政策背景下,国家对于纯电动汽车的扶持力度正在不断加大。 1、2 国外电动汽车发展现状 在电动汽车的发展进程中,各国与各地区都依据自己的国情与特点择了不同的技术路线,而处在技术领先位置的仍然就是日本、美国与欧洲,她们在电动汽车的车速、续驶里程、加速性能、动力蓄电池、基础设施等方面都有较大的优势。纯电动汽车已经在欧洲各国中拥有大量的用户,特别就是在当地政府部门。但就是由于没有成功地解决电动汽车续驶里程问题,商业化进程缓慢。各大汽车厂商发展电动汽车的热情明显不如日本与美国,所以其注意力更多地转向了其它清洁能源车的开发。下表就是国外几种电动汽车的技术指标。

电动汽车动力匹配计算规范(纯电动)

XH-JS-04-013 电动汽车动力匹配计算设计规范 编制：年月日 审核：年月日 批准：年月日 XXXX有限公司发布

目录 一、概述 (1) 二、输入参数 (1) 2.1 基本参数列表 (1) 2.2 参数取值说明 (1) 三、XXXX动力性能匹配计算基本方法 (2) 3.1 驱动力、行驶阻力及其平衡 (3) 3.2 动力因数 (6) 3.3 爬坡度曲线 (6) 3.4 加速度曲线及加速时间 (7) 3.5 驱动电机功率的确定 (7) 3.6 主驱动电机选型 (8) 3.7 主减速器比的选择 (8) 参考文献 (9)

一、概述 汽车作为一种运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。动力性是各种性能中最基本、最重要的性能之一。动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段，必须进行动力性匹配计算，以判断设计方案是否满足设计目标和使用要求。 二、输入参数 2.1 基本参数列表 进行动力匹配计算需首先按确定整车和发动机基本参数，详细精确的基本参数是保证计算结果精度的基础。下表是XXXX动力匹配计算必须的基本参数，其中发动机参数将在后文专题描述。 表1动力匹配计算输入参数表。 2.2 参数取值说明 1）迎风面积 迎风面积定义为车辆行驶方向的投影面积，可以通过三维数模的测量得到，三维数据不健全则通过设计总布置图测得。XXXX车型迎风面积为A

一般取值5-8 m 2 。 2）动力传动系统机械效率 根据XXXX 车型动力传动系统的具体结构，传动系统的机械效率T η主要由主驱动电机传动效率、传动轴万向节传动效率、主减速器传动效率等部分串联组成。 采用有级机械变速器传动系的车型传动系统效率一般在82％到85％之间，计算中可根据实际齿轮副数量和万向节夹角与数量对总传动效率进行修正，通常取传动系统效率T η值为78-82％。 3）滚动阻力系数f 滚动阻力系数采用推荐的客车轮胎在良好路面上的滚动阻力系数经验公式进行匹配计算： f ＝??? ???????? ??+??? ??+4 410100100a a u f u f f c 其中：0f —0.0072～0.0120以上； 1f —0.00025～0.00280； 4f —0.00065～0.002以上； a u —汽车行驶速度，单位为km/h ； c —对于良好沥青路面，c =1.2。 三、 XXXX 动力性能匹配计算基本方法 汽车动力性能匹配计算的主要依据是汽车的驱动力和行驶阻力之间的平衡关系，汽车的驱动力－行驶阻力平衡方程为 j i w f t F F F F F +++= （1）

电动汽车驱动控制系统设计.

电动汽车驱动控制系统设计 摘要 驱动系统是电动汽车的心脏，也是电动汽车研制的关键技术之一，它直接决定电动汽车的性能，本文根据异步电动机矢量控制理论，结合电动汽车的实际要求，研究设计基于无速度传感器矢量控制的电动汽车驱动系统。矢量控制通过坐标变换将定子电流矢量分解为转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制，从而实现异步电动机磁通和转矩的解耦控制，已达到直流电动机的控制效果。最后，在Matlab环境中建立了仿真系统，验证了无速度传感器矢量控制系统原理应用于电动汽车驱动系统的可行性。 关键词：电动汽车；驱动系统；异步电动机；无速度传感器矢量控制

ABSTRACT Driving system is the heart of EV and one of the key parts of the vehicle that determines the performance of the EV directly. According to the control technique、the method of induction motor drive system and based on the factual requirement of EV, the speed sensorless vector control was designed in this article. By transforming coordinate, the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively, So magnetic flux and torque are decoupled. It controls the asynchronous motor as a synchronous way. Finally, intimation system is established in the environment of Matlab to validate these control arithmetic. The system proved its enormous practical value of application. Key words: EV; Drive system; Induction motor; speed sensorless vector control

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配

新能源汽车 6　结语 纯电动乘用车的总布置设计工作是个系统工 程,需要协调车身、动力系统、电池、内外饰、造型等相关部门。如何在确保整车性能的基础上,提高空间利用率,避免各部件的干涉,加快项目进行,需要进行科学的论证,同时,总布置工程师也需要对整车性能、驱动电机、动力电池、高压安全等相关知识相当熟悉,才能合理进行布置,推动项目进展。 参考文献 1　Mehrdad Ehsani,Yi m in Gao,A li Emadi .Modern electric \hy 2bird electric and fuel cell vehicles .CRC Press,2009. 2　王刚,周荣.电动汽车充电技术研究[J ].农业装备与车辆 工程,2008,(6). 3　徐性怡.电动汽车用电机控制器的设计方法与实践[J ],2009,(6). 4　姬芬竹,高峰.电动汽车传动系参数设计及动力性仿真[J ].北京航空航天大学学报,2006. 5　赵云.电动汽车结构布置及设计[J ].汽车电器,2006. 收稿日期:2010-05-05 纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张　珍　陈丁跃　刘　栋　(长安大学,西安　710064) 【摘要】　文章系统地介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车性能要求进行主要参 数的设计及匹配,并通过对具体车型的计算,进一步探讨了主要参数的确定。 【Ab s trac t 】　Choice of the main components of the power train syste m of electric vehicle and de 2 sign and matching of the main para meters according t o require ment of main perfor mance are intr o 2duced .Confir mati on of the main para meters is further discussed thr ough the calculati on t o the s pecific vehicle . 【主题词】　纯电动汽车　驱动系统　参数设计 0　引言 纯电动汽车(EV )是当前研制取代内燃机汽车的首选车型,前景广阔。目前,我国的EV 大都建立在改装车基础上,其设计是一项机电一体化 的综合工程[1] 。改装后的EV 高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和燃油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的,它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹 配。鉴于目前国内对EV 研究的现状,本文研究是 建立于传统汽车驱动系统基础上。 1　电动汽车的驱动系统的基本结构 1.1　电力驱动的结构形式 采用不同的电力驱动系统可构成不同结构形式E V 。本文研究的E V 的电力驱动结构形式如图 1[2] 所示。1.2　储能装置的结构形式 ? 7?　上海汽车　2010108

新能源电动汽车电驱动系统

新能源电动汽车电驱动 系统 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]

现代电动汽车电驱动系统主要由四大部分组成：驱动电机、变速器、功率变换器和控制器。驱动电机是电气驱动系统的核心，其性能和效率直接影响电动汽车的性能。驱动电机和变速器的尺寸、重量也会影响到汽车的整体效率。功率变换器和控制器则对电动汽车的安全可靠运行有很大关系。 电驱动系统的由以下几个部分组成： 1．电动汽车驱动电机 选用小型轻量的高效电机，对目前电池容量较小、续驶里程较短的电动汽车现状显得尤为重要。早期电动汽车驱动电机大部分采用他励直流电机(DCM)。直流电机驱动系统改变输入电压或电流就可以实现对其转矩的独立控制，进行平滑调速，具有良好的动态特性，并且有成本低、技术成熟等优点。但是，直流电机的绝对效率低，体积、质量大，碳刷和换向器维护量大，散热困难等缺陷，使其在现代电动汽车中应用越来越少。随着电力电子技术、大规模集成电路和计算机技术的发展以及新材料的出现和现代控制理论的应用，机电一体化的交流驱动系统显示了它的优越性，如效率高、能量密度大、驱动力大、有效的再生制动、工作可靠和几乎无需维护等，使得交流驱动系统开始越来越多地应用于电动汽车中。目前在电动汽车中，主要采用永磁同步电机(PMSM)驱动系统、开关磁阻电机(SRM)驱动系统和异步感应电机(肼)驱动系统。 永磁同步电机(PMSM)是一种高性能的电机，具有体积小、重量轻、结构简单、效率高、控制灵活的优点，在电动汽车上得到了广泛的应用，是当前电动汽车用电动机的研发热点，是异步感应电机的最有力的竞争对手。目前，由日本研制的电动汽车主要采用这种电机，如Honda公司的EV Plus、Nissan公司的Altra和Toyota公司的RAV4及Prius车型等。但是，永磁电机的磁钢价格较高，磁性能受温度振动等因素的影响，有高温退磁等问题。 开关磁阻电机(SRM)是由磁阻电机和开关电路控制器组成的机电一体化新型调速电机。开关磁阻电机工作时，依次使定子线圈中的电流导通或截止，电流变化形成的磁场吸引转子的凸出磁极从而产生转矩。开关磁阻电机结构简单，成本较低，可靠性高，起动性能和调速性能好，控制装置也比较简单。然而在实际应用中，开关磁阻电动机存在着转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，所以目前应用开关磁阻电机的驱动系统仍然很少，主要以Chloride公司的“Lucas”电动汽车为代表。 异步感应电机(M)具有结构简单、坚固、成本低、可靠性高、转矩脉动小、噪声小、转速极限高、无需位置传感器及免维护等特点，因而在电动汽车驱动电机领域里，是应用很广泛的一种无换向器电机。近年来，由IM驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电动机。 异步电机的矢量控制调速技术也比较成熟，其电驱动系统具有良好的性能，因此被较早地应用于电动汽车，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品。迄今为止，美国“Impact’’系列、“ETX．2”型，日本“Cedric"、“OTwn"、“FEV"型，德国 “T4”、“190’’型等电动汽车均采用异步感应电机。异步电机的最大缺点是驱动电路复杂，效率比永磁电机和开关磁阻电机低，特别是在轻载运行时效率更低。因此，如何进一步提高异步电机的运行效率，己经成为人们关注的重要课题。 2．变速器

详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计

详解电动汽车传动系统原理、传动方式及拓扑构架设计 随着现代汽车电子技术的发展，新能源汽车、电动汽车的出现无疑给整个行业注入了一股新鲜而且充满挑战性的血液。凭借可以减少很多废弃物、有害气体的排放，对整个社会的生活环境都有很大的改善效果，得到社会及国家的高度的重视，具有很好的发展前景。下面我们就来从电动车的结构引入到电动汽车传动系统，并分析它的工作原理、传动方式、优势等，并简单的列举一些成功的应用案例。电动汽车和普通的汽车不同，它是用车载电源提供行驶的动力，用电机来驱动车轮的运动，而不是用点火装置来提供向前运动的力。我们知道，电动汽车主要是由电力驱动及控制系统、驱动力传动系统、工作装置等各个部分组成。它的工作原理是蓄电池中提供恒定的电流输出，这些恒定的电路通过电力调节器进行一次转换成可以驱动电动机的合适的电流和电压，从而可以驱动整个动力传动系统的正常运行，经过他们之间相互的作用最终给汽车提供可以运行的动力汽车可以正常的行驶。由此可见，电动汽车传动系统的有效性和安全性直接影响着整个系统的运行。电动汽车传动系统原理是直接将电动机的驱动转矩传给汽车的驱动轴。汽车传动轴在采用电动轮驱动时，由于它是靠车载电源提供动力源驱动电动机因而可以实现带负载启动，无需离合器;也正是因为是车载电源可以提供恒定的电流，中间会有电路控制的环境来实现驱动电机的方向和转速的控制，所以不需要倒档和差速器。若采用无级调速，就可以实现自动控制，无需变速器。电动汽车传动系统的传动方式主要有三种：(1)电机+传动轴+后桥(2)电机+变速箱+后桥(3)电机+磁力变矩器+后桥以目前的变速箱技术成熟度而言，除了传统车的变速箱外还没有一款真正成熟的适用于电动汽车的产品，最可靠和适用的传动方式还是电机+传动轴+后桥的直驱方案。当然在具体的设计时，我们需要更具实际情况来设计，包括电机的位置、电源的位置、驱动负载的能力、行驶速度要求、稳定性等这些都需要综合的来考虑。了解车辆效率损失分配即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用，以达到适当配置资源，改善性能的目的。各种损失，使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。电动汽车传动系统拓扑构架设计汽车动力传动系统采用传统的内燃机和电动机作为动力能源，通过混合使用热能和电能两套系统开动汽车。在低速小功率运行时可以关闭发动机，采用电动机驱动;而高速行驶时用内燃机驱动;通过发动机和电动机的协同工作模式，将车辆在制动时产生的能量转化为电能，并积蓄起来成为新的驱动力量.从而在不同工况下都能达到高效率。一般上有串联式、并联式、混联式和复合式4种布置形式。(1)串联式—下图中采用的电力电子装置只有电机控制器,电池和辅助动力装置都直接并接在电机控制器的入口，属于串联式，车辆的驱动力只来源于电动机。 (2)并联式—下图中是典型的并联式动力系统结构，通常在电池和电机控制器之间安装了一个DC/DC变换器,电池的端电压通过DC/DC变换器的升压或降压来与系统直流母线的电压等级进行匹配。车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给。(3)混联式----采用四轮驱动、前后轮分别与不同的驱动系相连，后轮驱动有发动机、后置电机、发电机、变速器等组成，前轮驱动由前置电机、发电机组成。由于它使用不同的驱动方式，所以整个电动汽车传动系统既分离又相关联，可以更好的控制。下图就是一个简单的混联式的拓扑构架。同时具有串联式、并联式驱动方式。(4)复合式---改结构主要集中于双轴混合动力系统中，前轴和后轴独立驱动，前轮和后轮之间没有任何驱动抽或转电力主动型的设计，这种独立的驱动，让传动系统各个部件在运行过程中相互独立控制，因此可以有更好的传输能力。要让整个系统可以更好的运行，除了结构设计方面需要注意之外，还有一个就是电动汽车传动系统的参数设计也需要合理的匹配，这些参数对传动结构的性能影响也是很大的。这一方面的知识，小编在这边文章就不具体介绍了。总结能源问题和环境污染问题是现在社会日益突出的问题，深受国家的重视。因此寻找新能源汽车可以减少废气排放，让能源可以更好的利用在汽车电子设计行业是当务之急。电动汽车正是因为具有上面

电动汽车四轮独立驱动技术

电动汽车四轮独立驱动技术 一、引言 内燃机汽车自20世纪初出现至今，在其自身随人类科技的进步经历了巨大的变的过程中也给人类生活和生产带来了巨大方便，为人类社会的进步做出了巨大的贡献，但其消耗日益紧缺的石油并产生大量污染物也使人类赖以生存的环境恶化。因此近年来由于环境恶化及能源紧张等问题，迫切需要开发低能耗，无污染的汽车。因此，电动汽车成为21世纪汽车技术研究的热点。 混合动力汽车与纯电动汽车是电动汽车研究的两个分支。经过近些年的发展，电动汽车技术日趋成熟，部分产品已进入商业化应用如ToyotaPrius。目前，电动汽车传动系统多数在传统内燃机汽车的传动系基础上进行一些改变，进而将电动机及电池等部件加入总布置中。这种布置难以充分发挥电动汽车的优势。为使电动汽车对传统内燃机汽车形成更大的竞争优势，设计出适合电动汽车的底盘系统势在必行。而四轮独立驱动技术则可使电动汽车底盘实现电子化，主动化，大大提高电动汽车的性能。使电动汽车与传统汽车相比具有更强的竞争力。 二、四轮独立驱动技术的特点 电动汽车四轮独立驱动系统是利用四个独立控制的电动机分别驱动汽车的四个车轮，车轮之间没有机械传动环节。其电动机与车轮之间可以是轴式联接也可以将电动机嵌入车轮成为轮式电机，车轮一般带有轮边减速器。这种驱动系统与传统汽车驱动系统相比有以下特点： 1.传动系统得到减化，整车质量大大减轻。由电动机直接驱动车轮甚至两者集成为一体。这样省掉了离合器、变速器及传动轴等传动环节，传动效率得到提高，也更便于实现机电一体化。传动系质量在汽车整车质量中占有很大比重，机械传动系的消失，使汽车很好的实现了轻量化目标。另外，由于动力传动的中间环节减少，传动系的振动及噪声得到改善。甚至在采用纯电力驱动时，可实现无声行驶。这是美国海军的"RST-V"侦察车及其新一代军用"悍马"汽车采用四轮独立驱动技术的重要原因。 2.与传统汽车相比，四轮独立驱动系统可通过电动机来完成驱动力的控制而不需要其他附件，容易实现性能更好的、成本更低的牵引力控制系统（TCS）、防抱死制动系统（ABS）及动力学控制系统（VDC）。传统汽车的TCS与ABS系统均须对发动机与制动系进行联合控制才能达到较好性能，由于机械系统的响应较慢，且受制动器，液压管路及电磁阀的延迟等因素影响，传统内燃机汽车的ABS系统与TCS系统的实际时间延迟达50～100ms。限制了TCS系统与ABS系统的性能提高，而且增加能耗。与内燃机相比，无论在加速还是减速，电动机转矩响应都非常快且容易获得其准确值，这对TCS、ABS、VDC系统来说是非常重要的。因此电动机作为ABS、TCS及VDC 系统的执行器是非常理想的。 3.对各车轮采用制动能量回收系统，则可大大提高汽车能量利用效率，且与采用单电动机驱动的电动汽车相比，其能量回收效率也获得显著增加。这对提高电动汽车续驶里程是很重要的。 4.实现汽车底盘系统的电子化、主动化。现代汽车驱动系统布置分为前驱动、后驱动或全驱动。这两种驱动型式各有优缺点，而且对汽车行驶工况的适应性也不同。如前驱动轿车在高

几种常用电动汽车的驱动系统的比较及永磁同步电动机的相对优势

几种常用电动汽车的驱动系统的比较及永磁同步电动机的相对优势 2012年1月30日 电动汽车用永磁同步电机的发展分析 彭海涛，何志伟，余海阔 (华南理工夫学电力学院，广州510640) 摘要：简要的比较了几种常用电动汽车的驱动系统，并指出了永磁同步电动机的优势。在各类驱动电机中，永磁同步电机能量密度高，效率高、体积小、惯性低、响应快，有很好的应用前景，介绍了电动车驱动用永磁同步电机的目前研究状况以及目前的研究热点和发展趋势。关键词：电动汽车；永磁同步电机；弱磁控制；控制策略；应用 中圈分类号：TM351, TM341 文献标志码：A 文章编号：1001—6848[2010)06-0078-04 O引言 电动汽车具有低噪声、零排放、高效、节能及能源多样他和综合利用等显著优点，成为各国开发的主流。电动汽车的发展有赖于技术的进步，尤其是需要进一步提高其驱动系统的性能。电动汽车对其驱动系统的要求是转矩控制能力良好，转矩密度高，运行可靠性及在整个调速范围内的效率尽可能高，从而保证车辆具有良好的动力性能和操控性，同时在车载动力电池未能取得突破的情况下，延长车辆的续驶里程。研究并开发出高水平的电机驱动控制系统，对提高我国电动汽车驱动系统水平及电动汽车的产业化具有重要意义[2]。 随着永磁材料性能的提高和成本的降低，永磁同步电动机以其高效率、高功率因数和高功率密度等优点，正逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。 1电动汽车用电动机及驱动系统比较 电气驱动系统作为现代电动汽车的核心，主要包括：电动机、功率电子元器件及控制部分。评价电动车的电气驱动系统实质上主要就是对不同电动机及其控制方式进行比较和分析。目前正在应用或开发的电动车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁电动机(PM)、开关磁阻电动机(SRM)网类。下面分别对几种电气驱动系统进行简要分析和说明，其总体比较见表l。 1.1直流电动机驱动系统 在电动汽车领域最早使用的就是直流电动机。直流电动机结构简单，易于控制，具有良好的电磁转矩控制特性，但是由于采用机械换向结构，维护困难，并产生火花，容易对无线电产

某纯电动汽车动力系统匹配计算报告

电动车动力参数匹配计算 表2动力性参数 Tab.2Dynamics Parameters 参数 指标续驶里程/km 100-180最高车速/(1km h -?) 50-700-0.7max v 1km h -?加速时间/s ≤15201km h -?最大爬坡度20%-25% 1整车额定功率计算 电动汽车在行驶过程中，整车额定功率需求一般由在平直路面上最高车速行驶所需功率决定，具体计算公式为： t max max D rated v .v A C mgf P ηρ??? ? ? ?? ?? ???+≥2 632136001(1) 式中：rated P 为整车额定功率，W k ；m 为电动汽车满载质量，kg ；g 为质量加速度， 9.82s /m ；f 为滚动阻力系数；ρ为空气密度，为1.2263m /kg ；D C 为空气阻力系数；max v 为 最高车速，h /km ；t η为传动系统效率，取0.95。 带入相关参数后计算得：rated P ≥（4.1+2.5）W k 。 2整车最大功率计算 整车最大功率需求一般出现在加速或上坡时，故依此选定。2.1加速过程最大功率 在加速过程中最大功率为： t a D max a v .a v A C mgf ma P ηρδ??? ? ? ???? ???++≥2 632136001(2) 式中：max a P 为加速时整车功率需求，W k ；δ为汽车旋转质量换算系数；a 为加速度，2s /m ；a v 为加速目标车速，h /km 。 带入相关参数后计算得： 表1整车参数 Tab.1Vehicle Parameters 参数指标驱动形式集中电机驱动 整备质量/kg xx 满载质量/kg xx 轴距/m xx 质心到前轴距离/m -质心高度/m -主传动比xx 车轮滚动半径/m xx 迎风面积/2m xx 风阻系数xx 滚动阻力系数xx 汽车旋转质量换算系数 xx 附件功率/W k xx

能源纯电动物流车计算设计书

最新能源纯电动物流车-计算设计书 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】

一、设计要求 二、整车技术参数 三、驱动结构设计 四、驱动系统设计 五、供电系统设计 六、空调系统设计 七、真空助力系统设计 八、设计结果 一、设计要求 1、整车性能技术指标 A 运输类新能源专用车、货车动力电池系统总质量占整车整备质量比例不超过25%，作业类新能 源专用车、货车不超过20%。

B 吨百公里电耗不超过10kWh；M1、N1类采用工况法，其他暂采用40km/h等速法，其中作业类 专用车检测时上装部分不工作。 （1）最高车速：90km/h； （2）最大爬坡度：20%； （3）加速性能0-50 Km/h：<15s； （4）60km/h续驶里程≥200km（等速法）； （5）工况法续航里程≥180km； 二、整车技术参数 新能源厢式运输车选用长安传统载货汽车底盘（SC1031GDD43）为改装主体。 新能源厢式运输车是在长安底盘改装成纯电动可承载式底盘的基础上，加装载货物厢体而形成的一款新能源厢式运输车，该车配置5MT手动变数箱、永磁同步驱动电机及控制器、整车控制器、三元锂离子锂电池、高压配电和BMS管理系统、智能车载充电器、直流快充充电系统、冷却系统、真空助力制动系统、助力转向系统、车载冷暖空调以及远程监控系统等。驱动电机采用电机前置通过法兰固定于变速箱，变速箱固定于整车中部，控制器及车载充电器布置在车身前中部，动力锂离子电池、高压配电系统及电池管理系统布置在车体中前两侧部位，车载空调布置在车体前部，远程监控终端固定于驾驶室中控台内部，采用5MT手动变数箱/2档AT自动变速箱。 1.整车控制系统的工作原理图 2.相关设计的参数计算 1)整车技术参数及常数值标定

电动汽车动力电池系统国标最详细讲解读

电动汽车动力电池系统国标最详解读 来源：第一电动网发布时间：2015-08-28 09:56 设置字体：大中小 关注度：4791 次 分享到： 摘要：国标针对动力电池系统，建立了常规性能和功能要求——容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等。 【高工锂电综合报道】国标针对动力电池系统，建立了常规性能和功能要求--容量、能量、功率、效率、标准循环寿命、工况循环寿命、存储、荷电保持、容量恢复、倍率性能、高低温性能等，建立了安全防护要求--操作安全、故障防护、人员触电防护、滥用防护、环境适应性、事故防护、用户手册和特殊说明等，范围覆盖了电芯、模组、动力电池包、动力电池系统这4个层级，产品类型包括混合动力、插电式/增程式混合动力、纯电动乘用车和商用车，已基本上了构成了一个完整的体系。 一、构建标准体系 电动汽车早期的发展过程中，GB或GB/T国家标准的缺失在一定程度上造成了行业的良莠不齐和鱼龙混杂。仅依靠汽车行业的QC/T推荐标准作为一种参考，并不具有权威性和广泛性，整车企业和电池企业要么茫无头绪，要么各行其是、各执一词，缺乏一个统一的衡量标准。 随着2015年新版GB/T国家推荐标准的陆续发布，我国电动汽车产业围绕动力电池系统已基本上构建了完整的标准体系，形成了行业的准入门槛，有利于行业的规范发展和优胜劣汰。 新国标在2015年5月颁布(部分标准将在10月份或年底颁布)，与旧标准之间有一年的过渡期，从2016年开始，相关企业都将遵循新的标准进行相关检测。新国标与工信部2015年3月发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》一起，将加速动力电池行业的洗牌，提高行业集中度水平。

纯电动汽车驱动系统设计及仿真 毕业设计

纯电动汽车驱动系统设计及仿真毕业设计

纯电动汽车驱动系统设计及仿真 学院 专业 年级班别 学号 学生姓名 指导教师 2015年 6 月

摘要 随着环境污染的加剧和资源的日益短缺，纯电动汽车（EV）凭借能源利用率高、环境污染小的特点得到广泛关注和快速发展，成为当前研制取代内燃机汽车的首选车型，其发展前景广阔。作为纯电动汽车核心部件之一，驱动系统直接决定了纯电动汽车整车性能优劣,目前我国的纯电动汽车存在的主要问题是续航里程少和动力能源电池成本高，基于此种情况，对驱动系统进行合理设计，是提高电动汽车的动力性能和增加续航里程的有效手段，所以文章对纯电动汽车驱动系统进行设计研究。 本文首先分析了纯电动汽车的特点，包括无污染、噪声低、结构简单、能源效率高且多样化等。然后分析了纯电动汽车驱动系统的整体结构和工作原理，并以某普通普及车型为基础，对驱动系统进行设计改善。先确定相应动力参数目标，然后根据整车参数进行理论计算，参考相应手册和市场上的部件，选择合适的驱动系统结构装置，如电机、蓄电池的类型和相关参数。最后利用车辆系统仿真软件ADVISOR（Advanced Vehicle Simulator）对纯电动汽车进行动力性能仿真实验。首先建立了仿真模型，包括选择传动系统类型、设置参数、设计控制策略，然后选择仿真工况进行加速性能和爬坡性能的仿真，最后得到仿真性能结果图表,包括仿真参数图、参数仿真报告、能源消耗图、虚拟回放。基于符合初始设计技术要求的参数，利用ADVISOR里的AUTOSIZE软件模块进行参数优化，然后对得到的优化参数值进行仿真，进一步分析纯电动汽车驱动系统仿真动力性能，确定最优参数。 关键词：纯电动汽车、驱动系统、结构参数、动力学、仿真

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配

纯电动汽车驱动系统的参数设计及匹配 张珍 （长安大学） 摘要：本文系统的介绍了纯电动汽车驱动系统主要部件的选型及根据电动汽车主要性能的要求进行主要参数的设计及匹配，并通过对具体的车型的计算，进一步探讨了主要参数的确定。 关键词：纯电动汽车(EV) 驱动系统参数设计 1、前言 纯电动汽车(EV)即蓄电池电动汽车是“零污染”的绿色环保交通工具，它没有噪声和振动、操作性能好等远远优于内燃机汽车。EV是当前开发和研制取代内燃机汽车的首选车型，其前景广阔。 目前，我国的EV大都建立在改装车的基础上，其设计是一项机电一体化的综合工程。改装后的EV高性能的获得并不是简单地将内燃机汽车的发动机和然油箱换成电动机和蓄电池便可以实现的，它必须对储能装置、动力装置及变速器、减速器等参数进行合理的匹配。鉴于目前国内对EV研究的现状，故本论文的研究建立在传统汽车驱动系统的基础上。 2、电动汽车的驱动系统的基本结构 本文研究的EV的电力驱动结构形式如图1所示 图1 电驱动的形式 C——离合器；D——差速器；GB——变速器；M——电动机

3、主要部件的选型及主要参数的确定 EV 驱动系统的关键部件为：电动机、蓄电池、变速器等，这些部件类型的选择及参数设置直接决定着EV 的动力性和续驶里程等主要性能。 3.1电动机的选型及其参数的设计 3.1.1电动机的选型 电动机的选择要满足EV 对电动机性能的要求：①高电压、高转速、质量轻；②电动机具有较大的起动转矩和较宽的调速性能；③高效率、低能耗、实现制动能量的收回；④安全性必须符合相关部门的标准和规定。另外，电动机还要求可靠性好、寿命长；结构简单，适合大批生产，使用维修方便，价格低等。 3.1.2电动机额定功率的选择 本课题采用某电动汽车的部分技术参数如表1 表1 电动汽车的部分技术参数 电动机额定功率可根据EV 的最高行驶车速、爬坡和加速性能来确定[1]。建立电动机额定功率的数学模型： t D a m V A C V f g m P η÷??? ???????+???≥7614036003max max 1 (1) t a D a a a a m V A C V g m V f g m P ηαα÷??????? ???+???+????≥761403600sin 3600cos 32 (2) t a a D a m V dt du m V A C V f g m P ηδ÷?????????+??+???≥360076140360033 (3) 式中： max V =100km/h ；a m =1600(kg)；D C =0.2；a V =30km/h ；ηt =0.9；

KH-CDD21纯电动汽车动力驱动与控制一体化教学实训系统教学文稿

KH-CDD21纯电动汽车动力驱动与控制一体化教学实训系统 可选用：吉利帝豪EV300、比亚迪E5、北汽EV160、荣威eRX5 一、产品简介 选用原装纯电动轿车高压电控总成和永磁同步电机；原装配套变速箱和传动轴；高压动力线和低压控制线与动力电池和管理系统实训台对接，实训台保留原车功能；真实展示纯电动轿车电驱动传动系统核心零部件之间的连接控制关系、安装位置和运行工况，以及高压系统安全注意事项，并培养学员对纯电动轿车电驱动传动系统故障分析和处理能力。适用于各类型院校新能源纯电动汽车驱动传动系统课程教学和维修维护实训。 二、功能特点 1.各主要部件安装在实训平台上，保留原车电气连接方式，断电后可方便拆装，训练拆装线束与电器，掌握高压系统零部件拆装和安全保护要点。 2.动力高压配电箱上盖采用透明5mm有机玻璃改装，清晰观察了解控制原理和内部控制元件。 3.驱动传动系统实训台高压电源由动力电池和管理系统实训台提供，与动力电池和管理系统实训台连体工作，配套连接电缆线，保留原车连接方式。 4.教学板完整显示电驱动系统工作原理图，安装检测端子，可直接在面板上检测系统电路元件的电信号，如电阻、电压、电流、频率、波形信号等。 面板采用耐创击、耐污染、防火、防潮的高级铝塑板，表面经特殊工艺喷涂底漆处理；面板打印有永不褪色的彩色电路图等； 5.传动轴输出端安装原车制动器，模拟车辆负载系统，通过调整两端负载大小，真实展示电驱动传动系统不同工况下（启动、加速、匀速、减速、停车、爬坡等）电流和电压等数据变化规律。

6.设备由平台和教学板组成，平台水平放置，安装原车零部件；底部安装4个带自锁脚轮装置。 7.面板部分采用1.5mm冷板冲压成形结构，外形美观；底架部分采用钢结构焊接，表面采用喷涂工艺处理，带自锁脚轮装置，教学板底座上配有30cm左右的台面，方便放置资料、轻型检测仪器等。 8.配备智能化故障设置和考核系统，故障点主要设置在低压控制线路，保证高压系统安全及训练实车故障处理能力。 9.为了教学安全，台架配套安装绝缘地板（绝缘与耐压国标产品地胶）。 10.配套实训指导书，包含系统工作原理，实训科目，故障设置及清除等要点。 三、基本配置（每台）

电动汽车模型后驱动桥的设计和制作

电动汽车模型后驱动桥的设计和制作 摘要 汽车后桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能:同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或承载车身之间的铅垂力、纵向力，横向力及其力矩。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。 本文阐述了汽车驱动桥的基本原理并进行了系统分析，确定了电动汽车模型驱动桥的结构形式、布置方法、主减速器总成、差速器总成、桥壳等结构型式；并对主要零部件进行了强度校核，完善了驱动桥的整体设计。 关键词：电动汽车模型驱动桥主减速器差速器

Drive axle of the electric vehicle models in the design and production Abstract Drive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, comfortability and reliability. This paper describes the basic principles of automotive drive axle and carries out a systematic analysis.We have identified a model of electric vehicle drive axle of the structure, layout method, the main gear assembly, differential assembly and other structural types,and conducted a strength check of major components, and improve the overall design of the drive axle. Keywords:Electric vehicle model, Drive axle, Final drive, Differential