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新能源汽车电机驱动系统关键技术解析

文章出处:网络整理 作者:兰州宏通 人气: 时间:2018-07-19 17:57 【

中国石油机器网】讯

  连年跟着我国交通事业的飞速成长,交通规模成为我国能耗增长最快的规模。能源危机和情况污染的加剧,使电动汽车研发成为世界汽车家产可一连成长的计谋性项目,世界各国也普遍将成长电动汽车确立为保障能源安详和转型低碳经济的重要途径。

  1881年,第一辆电动汽车由法国工程师古斯塔夫.士维(GustaveTrouve)制造问世,它是回收铅酸蓄电池供电,由0.1 hp(英制马力,1 hp=745.7 W)的直流电机驱动的三轮电动汽车,整车及其驾驶员的重量约160 kg。两位英国传授在1883年制成了相似的电动汽车。因其时该应用技能尚未成熟到足以与马车竞争,因此这些早期结构并没有引起公家许多的留意。

  20世纪40年月之后,半导体技能快速成长,随后呈现的晶闸管、三极管,尤其是在20世纪80年月问世的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为电机调速与节制提供了便利,同时伴以电力电子技能的快速成长,为以电能为能源的电机代替以石油为能源的内燃机提供了技能基本。

  一、电动汽车分类

  按照国标GB/T 19596-2004电动汽车术语,电动汽车可分为由动动力电池提供能源的纯电动汽车、电机和内燃机共存的殽杂动力汽车和以燃料电池为能源的燃料电池电动汽车,这三类电动汽车均回收一个及以上的电机驱动系统将电能转换为机器能,进而驱动汽车,同时接纳刹车的制动能量,从而实现了能量操作率的晋升。

  1.纯电动汽车

  纯电动汽车由电机驱动汽车,能量完全由二次电池(如铅酸电池、镍镐电池、镍氢电池或锂离子电池)提供。由于一次石化能源的日趋匮乏,纯电动汽车被认为是汽车家产的将来。典范的纯电动汽车动力布局如图1所示。电池组的电能通过充电系统在车辆行驶必然里程后举办增补。纯电动汽车的特点是车辆

  实现零排放,不依赖汽油,完全回收电能驱动车辆,可是由于蓄电池的能量密度和功率密度比汽油或柴油低许多,因此纯电动汽车的持续行驶里程有限。

  2.殽杂动力汽车

  殽杂动力汽车按动力总成布局及能量传播递方案差异,可分为串联、并联及混联三种殽杂动力方法。串联殽杂动力车辆中,动员灵活力与电动灵活力通过电气系统通报;并联和混联殽杂动力车辆中,动员灵活力与电动灵活力通过一个专门的机电耦合机构实现向车轮的通报,常用的机电耦合机构包罗行星齿轮耦合、变速器耦合及聚散器耦合等。

  串联式殽杂动力系统的动力总成,动员机的机器能通过发电机转化为电能,电念头将电能转换为机器能传到驱动桥,驱动桥和动员机之间没有直接的机器毗连。该方案的利益是系统节制简朴,缺点是难以应对巨大路况,电池充放电压力较大,电池寿命要求较高。

  典范的并联式殽杂动力系统,电机与动员机通过齿轮减速机构实现动力耦合。并联殽杂动力具有三种驱动模式:动员机单独驱动,电念头单独驱动,动员机和电念头殽杂驱动。并联式殽杂动力总成具有如下利益:

  (1)动员机和电念头两个动力总成,两者的功率别离可以便是50%~100%车辆驱动功率,比串联殽杂动力汽车的三个动力总成的功率、质量和体积小。

  (2)动员机可直接驱动车辆,能量转换综合效率比串联殽杂动力汽车高。车辆需要最大输出功率时,电念头可以给动员机提供特另外帮助动力,因此可设置小功率动员机,燃油经济性比串联式殽杂动力汽车好。

  (3)与电念头配套的动力电池组容量较小,整车质量减轻。

  可是,并联殽杂动力汽车需要装配变速器、聚散器、传动轴和驱动桥等布局,还需装配电念头、动力电池组和动力组合器等装置,因此动力系统布局巨大,布局部署和整车节制更坚苦。

  著名的殽杂动力汽车Pruis回收混连式殽杂动力总成,耦合器回收行星齿轮布局,动员机与行星齿轮的行星架相连,发电机毗连太阳轮,电念头毗连齿圈。通过节制聚散器、两个电机及制动器事情状态,可以实现多种事情模式。混联式殽杂动力系统与串联式殽杂动力系统对比,增加了机器动力的通报蹊径,与并联式殽杂动力系统对比,增加了电能的传输蹊径。混连式殽杂动力系统具有如下利益:

  (1)三个动力总成比串联式殽杂动力三个动力总成的功率、质量和体积小。

  (2)电念头可独立驱动车辆行驶。操作电念头低速大转矩特性,发动车辆起步,在都市中实现“零污染”行驶。车辆需最大输出功率时,电念头可为动员机提供帮助动力,因此动员机功率小,燃油经济性好。

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