3.1 电动汽车电机驱动系统概述（课件）-《新能源汽车结构与检修》同步精品课堂（人交版）

单元三 电动汽车电机驱动系统 3.1 电动汽车电机驱动系统概述 《新能源汽车结构与检修》（人交版） 人民交通出版社 专题复习讲练测 1 学习目标 知识目标 1.学生能够准确说出电动汽车电机驱动系统的组成部分，包括电动机、控制器和传动装置，并阐述各部分的主要功能。 2.学生能够理解电动汽车电机驱动系统的主要性能指标的含义，如额定电压、额定电流、额定转速、额定功率等。 能力目标 1.培养学生的观察能力和分析能力，能够通过观察电动汽车电机驱动系统的实际应用，分析其组成和性能特点。 2.提高学生的计算能力，能够运用所学知识进行电机驱动系统相关性能指标的计算，如功率、效率等。 情感目标 1.通过对电动汽车电机驱动系统的学习，激发学生对新能源汽车技术的兴趣和探索热情，培养学生的创新意识和环保意识。 2.引导学生关注可持续交通发展，增强学生对节能减排、保护环境的责任感。 导入情景 01 电动汽车电机驱动系统 一、电动汽车电机驱动系统的组成 电机驱动系统的基本组成如图3-1 所示。电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由电动机、功率转换器、控制器、各种检测传感器和电源(动力蓄电池)组成,其任务是在驾驶员的控制下,高效率地将动力蓄电池的电量转化为车轮的动能,或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。 新知学习 02 一、电动汽车电机驱动系统的组成 早期的电动汽车主要采用直流电机系统,但直流电机有机械换向装置,必须经常维护。随着电力电子技术的发展,交流调速逐渐取代直流调速。 功率转换器按所选电机类型,有 DC/DC 功率转换器、DC/AC 功率转换器等形式,其作用是按所选电动机驱动电流的要求.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。 新知学习 02 DC/DC 转换器 一、电动汽车电机驱动系统的组成 检测传感器主要对电压、电流、速度、转矩以及温度等进行检测,其作用是为了提高和改善电动机的调速特性。对于永磁无刷电动机或开关磁阻电动机还要求有电动机转角位置检测。 新知学习 02 某车型三合一集成式电机控制器 一、电动汽车电机驱动系统的组成 控制器是按驾驶员操纵变速杆、加速踏板和制动踏板等动作,相应输入前进、倒退、起步、加速、制动等信号,以及各种检测传感器反馈的信号,通过运算、逻辑判断、分析比较等.适时向功率转换器发出相应的指令,使整个驱动系统有效运行。 新知学习 02 二、电动汽车电机驱动系统的主要性能指标 新知学习 02 北汽新能源EX360驱动电机参数 二、电动汽车电机驱动系统的主要性能指标 (1)额定电压。在额定工况运行时,电机定子绕组应输入的线电压值。 (2)额定电流。在额定电压下,电机轴上输出的机械功率为额定功率时,电机定子绕组通过的线电流值。 (3)额定转速。在额定电压输入下,以额定功率输出时对应的电机最低转速。 (4)额定功率。在额定条件下,电机轴上输出的机械功率。 (5)峰值功率。在规定的时间内,电机允许输出的最大输出功率。 新知学习 02 二、电动汽车电机驱动系统的主要性能指标 (6)最高工作转速。电动汽车最高设计速度时相应的电机转速。 (7)最高转速。在无带载条件下,电机允许旋转的最高转速 (8)额定转矩。电机在额定功率和额定转速下的输出转矩。 (9)峰值转矩。电机在规定的持续时间内允许输出的最大转矩。 (10)堵转转矩。电机转子在所有角位堵住时所产生的转矩最小测得值。 新知学习 02 二、电动汽车电机驱动系统的主要性能指标 (11)机械效率。在额定运行时电机轴上输出的机械功率与电机在额定运行时电源输人电机定子绕组上的功率之比值。 (12)电机及控制器整体效率。电机转轴输出功率除以控制器输人功率。 (13)温升。电机在运行时允许升高的最高温度。 新知学习 02 二、电动汽车电机驱动系统的主要性能指标 电动汽车最早采用的是直流电动机。随着电子技术和自动控制技术的发展以及电动汽车技术要求的提高,无刷直流电动机、交流异步电动机、永磁同步电动机和开关磁阻式电动机等显示出比直流电动机更为优越的性能,在电动汽车中应用越来越广泛。 新知学习 02 交流异步电动机 开关磁阻式电动机 三、电动汽车电动机的类型 应用于电动汽车的驱动电动机可分为有换向器电动机、无换向器电动机和特种电动机,如图3-2所示。 新知学习 02 三、电动汽车电动机的类型 由于技术成熟和控制简单,直流电动机驱动一直在电机驱动系统中占有突出的地位。最近,随着技术的发展,无换向器电动机达到了一个应用的新阶段。与有刷直流电动机相比,无换向器电动机的优点包括高效率高功率密度、低运行成本高可靠性以及免维护无换向器的异步电动机在电动汽车上得到了广泛应用。开关磁阻电动机(SRM)已被公认在电动汽车应用中具有很大的潜力。 新知学习 02 开关磁阻电动机 三、电动汽车电动机的类型 表3-1为现代电动汽车所采用的典型电动机的基本性能比较。 新知学习 02 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 1： 以下哪种不是常见的电动汽车电动机类型？（ ） A. 直流电动机 B. 交流异步电动机 C. 永磁同步电动机 D. 蒸汽机 解析：蒸汽机不是电动汽车电动机类型。答案是 D。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 永磁同步电动机的特点是（ ）。 A. 结构简单 B. 效率高 C. 成本低 D. 调速范围小 解析：永磁同步电动机效率高、功率密度大。答案是 B。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 3： 交流异步电动机的优点是（ ）。 A. 控制简单 B. 成本高 C. 效率低 D. 体积大 解析：交流异步电动机控制简单，可靠性高。答案是 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 直流电动机在电动汽车中的应用逐渐减少，主要原因是（ ）。 A. 成本高 B. 效率低 C. 体积大 D. 控制复杂 解析：随着技术发展，直流电动机在电动汽车中的应用逐渐减少，主要是因为其效率低，维护成本高。答案是 B。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 5： 哪种电动机适合高速运行的电动汽车？（ ） A. 直流电动机 B. 交流异步电动机 C. 永磁同步电动机 D. 以上都不适合 解析：交流异步电动机适合高速运行。答案是 B。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 6： 永磁同步电动机主要依靠（ ）产生磁场。 A. 永久磁铁 B. 电磁铁 C. 电流 D. 电压 解析：永磁同步电动机主要依靠永久磁铁产生磁场。答案是 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 7： 电动汽车电机驱动系统的额定电压越高，一般意味着（ ）。 A. 功率越大 B. 电流越大 C. 效率越高 D. 速度越快 解析：额定电压越高，在一定功率下电流可以相对较小，一般功率也可能越大。答案是 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 8： 当电动汽车电机驱动系统的机械效率为 80% 时，输入功率为 100kW，输出功率为（ ）。 A. 80kW B. 125kW C. 20kW D. 100kW 解析：机械效率 = 输出功率 / 输入功率，已知机械效率为 80%，输入功率为 100kW，则输出功率 = 输入功率 × 机械效率 = 100×80%=80kW。答案是 A。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 9： 请介绍几种常见的电动汽车电动机类型。 解析：常见的电动汽车电动机类型有直流电动机、交流异步电动机和永磁同步电动机。直流电动机结构简单，但效率较低，维护成本高，在电动汽车中的应用逐渐减少。交流异步电动机控制简单，可靠性高，适合高速运行。永磁同步电动机效率高、功率密度大。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 10： 为什么电机及控制器整体效率是电动汽车电机驱动系统的重要性能指标？ 解析：电机及控制器整体效率是衡量电机驱动系统能量转化效果的重要指标。较高的整体效率意味着在输入相同电能的情况下，能够输出更多的机械能，从而提高电动汽车的续航里程。同时，高效率也能减少能量损失，降低车辆运行成本和对环境的影响。 同学们，今天我们一起学习了电动汽车电机驱动系统概述。 首先，我们了解了电动汽车电机驱动系统的组成，它主要由电动机、控制器和传动装置组成。电动机是动力的核心来源，控制器负责精准地控制电动机的运行，传动装置则将动力有效地传递到车轮，推动车辆行驶。接着，我们深入探讨了电动汽车电机驱动系统的主要性能指标。我们认识了额定电压和额定电流，它们决定了系统正常工作的电气参数；额定转速和额定功率是电机在稳定运行状态下的重要指标；峰值功率则代表了电机在短时间内能够输出的最大功率。最后，我们还学习了电动汽车电动机的类型，包括直流电动机、交流异步电动机和永磁同步电动机。每种类型的电动机都有其独特的特点和适用场景。 课堂小结 03 简述电动汽车电机驱动系统的组成部分及各部分的作用。 解释电动汽车电机驱动系统的主要性能指标中额定功率和峰值功率的区别。 列举三种常见的电动汽车电动机类型，并分别简述其特点。 作业布置 04 感谢观看 $$