电动车无刷控制器维修详解-新能源汽车无刷控制器

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  1. 新能源汽车普及需要了解的知识
  2. 电机品牌排行榜前十名 国产
  3. 新能源汽车驱动电机的基本知识
  4. 新能源电动汽车电机如何保养

相似之处:

1.它们都是马达

看似废话,我想说的是,电动车的电机只是一种电机,没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法,计算工具都是有限元软件,仿真求解器都是基于瞬态求解器,电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的,是有特殊负载要求的电机。

电动车无刷控制器维修详解-新能源汽车无刷控制器
(图片来源网络,侵删)

2.分类和控制是一样的

电动汽车也分为感应电机和永磁电机,控制理论和方法与工业电机没有区别。

差异:

1.严格的体积和重量要求

因为是车载,所以这个要求比较突出。普通工业电机对尺寸和重量没有这么严格的要求,因为工业场地巨大,一般都是先达到工业目标。不同的电动汽车,其尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验,直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻越厉害越好。

2.独特的扭矩特性

启动或低速时需要超高扭矩,这样汽车的速度才能以最快的方式提高到所需的速度。通用工业电机没有这么高的启动速度要求。同时,需要在高速时提供足够的动力,使汽车能够高速巡航。

3.调速范围宽

最大速度可能是电机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车的最佳解决方案是省去多速变速箱,只使用固定齿轮组。这样电机的转速范围越宽越好。以特斯拉的S型为例,电机最高转速可以达到18000转/分,相当可怕。这是对电力电子调速器的一个巨大考验。

4.全面的效率要求

与电力机车不同,电力机车由受电弓供电,电动汽车由电池供电,续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%,续航里程可增加1%。因此,电机的效率非常高。再高一点就是胜利,每一点能量都要优化。

5.其他人

至于低噪音、高稳定性、合理散热、性价比等等,我就不提了。这些是基本要求。

技术细节:

1.扭矩-速度效率分布图:

电动汽车电机的效率分布图应如下:

电动车电机和工业电机有什么异同?

电动车主要在黄区行驶,不会频繁起步,也不会超高速连续行驶,中间会加速减速。所以对于效率范围来说,**区域最好有更高的效率。因此,我们希望**区域可以在三个方向上延伸,以满足最大的能量利用率。

2.调速曲线:

和普通电机基本类似,区别是恒功率区更宽;最高速度可以达到基本速度的4倍。

3.电机漏磁越小越好!

这与工业电机有很大不同。这主要是感应电机。以直接接入电网的一般工业感应电机为例,转子侧的开槽可以简称为“花式开槽”。有深槽,双槽,斜槽。其中一些设计旨在改善气动特性,一些设计旨在折中低速和高速性能,一些设计旨在减少扭矩波动。但是,这些花式槽都增加了漏磁。电动汽车的电机由逆变器精确控制,因此所有的起动特性都不同于传统电机。因为控制器可以控制启动时的频率和幅度,所以不会有直接接并网电机的缺点。这时候就要求漏磁通量越少越好,槽越浅越宽越好!同时,适当增加气隙宽度,以降低高频谐波分量的阻抗。如果条件允许,尽量用铜鼠笼代替铝鼠笼(高阻)。特斯拉汽车公司的感应电机生动地展示了这些特点:

4.永磁电机

永磁电机主要用于混合动力汽车。混合动力汽车中的电机100%是永磁电机。完美的市场份额。为什么?因为它体积小,重量轻,功率密度高。永磁体分为BLAC(无刷交流)和BLDC(无刷DC)。两个电机结构基本相同,唯一的区别在于控制的电流波形。BLAC是正弦波,BLDC是矩形波。相对来说,BLAC的表现略好于BLDC,但优势不明显。最著名的永磁电机是丰田普锐斯电机:

整机的设计目前已经基本达到了电机设计的极限,可以称之为手工艺。

新能源汽车普及需要了解的知识

太平洋汽车网新能源汽车时间长了还要换电瓶,如一辆燃油车,在几十万公里后油耗增加,驾驶性能差的情况下,就需要考虑换车了。但是电动汽车如果电池总容量下降到70%以下,基本上使用寿命就结束了。

电动汽车中的电池组,目前都用市面上较为流行的锂电池组。锂电池优势是储电多、放电大、寿命长、无污染等,但是虽然寿命长,可随着使用和时间的流逝,功效还是会减弱的。

1、纯电动汽车,相对燃油汽车而言,主要差别(异)在于四大部件,驱动电机,调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言,它由公用超快充电站

2、纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件,其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用配置直接相关。

3、纯电动汽车时速快慢,和启动速度取决于驱动电机的功率和性能,其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小。

4、车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等,它们体积,比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。

5、纯电动汽车的驱动电机有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分,再有交流步进电机等,它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。

6、另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速,有用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。

7、优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。

(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

电机品牌排行榜前十名 国产

新能源汽车普及需要了解的知识

新能源汽车的分类很多,但大体上可分为纯电动汽车和混合动力汽车。纯电动汽车用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。

而我们通常所说的混合动力汽车,用传统的内燃机(柴油机或汽油机)和电动机作为动力源,也有的发动机经过改造使用其他替代燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。在新能源领域有个专有名词叫“三电”,指的是电池、电机、电控技术,这是制约新能源汽车发展的主要技术瓶颈。

驱动电机作为新能源汽车的三大核心部件之一,相比传统工业电机,无疑有着更高的技术要求。鉴于整车布置空间有限(尤其是乘用车),因此,对于电机系统(电机和控制器)的大小尺寸有着非常严格的要求——结构紧凑、尺寸小、功率密度高、转矩密度高。

当前电动汽车上,驱动系统常用的有三种:

1、直流电机驱动系统。该系统中的电机为有刷直流电机,电机控制器一般用斩波器控制方式;

2、感应电机交流驱动系统。该系统中的电机一般用转子为鼠笼结构的三相交流异步电机,电机控制器用矢量控制的变频调速方式;

3、永磁同步电机交流驱动系统。其中的永磁同步电机包括无刷直流电机和三相永磁同步电机。

安全是电动车最大的豪华,电池作为电动车核心部件之一,其安全性,很大程度决定了电动车的安全性能基础。在动力电池的300多项安全测试中,***测试是公认最苛刻的测试,堪称电池安全测试的“珠穆朗玛峰”。

***测试的结果对比明显,比亚迪刀片电池***之后,无明火、无烟,表面温度仅为30-60℃。普通磷酸铁锂电池***之后,无明火,冒烟,表面温度200℃-400℃。三元锂电池***之后,剧烈燃烧,表面温度超过500℃。 

***测试去掉了一切宣传包装的外衣,让电池的真实安全性,赤luoluo地呈现在消费者的面前。谁都不会希望自己的***下面坐着的是一颗不稳定会爆炸的电池。刀片电池凭借***测试一战成名,把天赋的安全本事,通过后天的科技加持,提升到了独步江湖的地位。

混合动力电机

电动汽车刚起步那时,其驱动系统用的是直流电机驱动系统,但随着大功率半导体技术,矢量控制的变频调速技术和电机测试等技术的发展,感应交流电机驱动系统逐渐取代了直流电机驱动系统。

而在驱动系统的测试上,最直接的方式就是模拟汽车运行时的实际工况。致远电子按照GB/T29307电动汽车用驱动系统可靠性试验方法,凭借电动汽车电机工况循环系统严格对电动汽车电机进行专业测试,可判断电机是否能够进入实际应用。

新能源汽车驱动电机的基本知识

电机品牌排行榜前十名国产有大洋电机、浙江卧龙电机、德昌电机、汇川电机、方正电机、鸣志电器、上海东方电机厂、哈尔滨电机厂、三洋马达公司、江特电机。

1、大洋电机

大洋电机是我国微电机行业龙头企业之一,也是国内最大的新能源车用电机供应商之一。主营小功率电机,是全球同类电机产品的大型供应商。

2、浙江卧龙电机

卧龙电机是全球电机驱动龙头,工业电机仅次于ABB。卧龙电机专业生产各类工业电机及其自动化、微信型电机、家用电机、电源电池、电动自行车、特种举坦早牵引变压器和电气化成套装备等40大系列3000多个品种,主导产品在国内市场占有率达20%以上。

3、德昌电机

徳昌电机是一家总部位于香港的大型跨国集团公司,在微电机和集成电机系统的设计、研发及制造等领域具有全球领导地位。徳昌微电机产品被广泛应用于消费及商用产品中,包括汽车配件、家用电器、电动工具、商业器材及个人护理产品、多媒体及视听产品等。

4、汇川电机

汇川电机是正雀工业自动化控制龙头之一,同时公司也围绕新能源汽车的电机提供控制器。汇川在新能源商业车领域处于领先地位,其电机控制产品应用于小鹏、理想、威马等新能源汽车上。数据显示,2020年汇川技术电控产品出货14.34万台,同比增长139%,市占率达10.6%,仅次于比亚迪。

5、方正电机

方正电机是微电机及控制器、节能与新能源汽车驱动总成,汽车控制系统的领军企业,它正是五菱MINIEV驱动电机的供应商。

6、鸣志电器

鸣志电器成立于1994年,1998年建立混合式步进电机制造厂,现已发展成全球领先步进电机和电机驱动生产商。鸣志产品包括混合步进电机、永磁步进电机、线性电机、伺服电机、直流无刷电机、无刷无槽电机等。

7、上海东方电机厂

公司成立于1949年12月,从五十年代起,就成为全国制造汽轮发电机和大中型交直流电机的重点骨干企业。上海电机厂有限公司于1998年7月1日由原上海电机厂改制而成。如今,其大中型交直流电机占全国电机行业的三分之一。这家电动机品牌现在就是属于上海电气。

8、哈尔滨电机厂

哈尔滨电机厂始建于1951年6月,是我国生产大、中型发电设备的重点骨干企业。主要产品有水轮机、水轮发电机、汽轮发电机、风力发电机、电站控制设备以及滑动轴承。

9、三洋马达公司

东莞华强三洋马达有限公司成立于1995年12月23日,是由中国深圳华强实业股份有限公司、日本三洋电机株式会社、三洋精密株式会社、广东华强三洋集团有限公司和中国深圳华强集团有限公司合资创办的企业。

10、江特电机

江特电机是江西宜春电机厂进行改制,并向职工发行内部职工股,募集设立的股份公司。1991年11月26日,江特股份在江西省宜春市工商行政管理局登记注册;1995年5月11日,江特股份在江西省工商行政管理局登记注册。

以上内容参考百度百科-中山大洋电机股份有限公司百度百科-浙江卧龙家用电机有限公司百度百科-德昌电机集团

新能源电动汽车电机如何保养

1.驱动电机系统?

通过有效的控制策略将动力蓄电池提供的直流电转化为交流实现电机的正转以及反转控制。在减速/制动时将电机发出的交流电转化为直流电,将能回收给动力蓄电池或者提供给超级电容等储能设备供给二次制动使用。

2.驱动电机?

将电能转换成机械能为车辆行驶提供驱动力的电气装置,该装置也具备机械能转化成电能的功能。

3.驱动电机控制器

控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置,由控制信号口电路、驱动电机控制电路和驱动电路组成。

4.直流母线?

电压驱动电机系统的直流输入装置。

5.额定电压?

直流母线的标称电压。

6. 最高工作电压?

直流母线电压的最高值。

7.输入输出特性

表示驱动电机、驱动电机控制器或驱动电机系统的转速、转矩,电流等参数间的关系。功率、效率、电压、降价能艳一 障电机。

8.持续转矩?

规定的最大、长期工作的转矩。

9.持续功率

规定的最大、长期工作的功率。

10. 工作电压范围?

能够正常工作电压范围。

11.转矩-转速特性?

转速特性一般是形容频率的曲线,转矩特性是确定电压上升的该驱动电机可以达到的并可以短时工作而不出现故障的最大转矩值曲线。

12.峰值转矩电机

伴积认当机械设备转速为零(堵转) 时的转矩。

13. 堵转转矩

功率大 效亮高。

14.最高工作转速?

达到最高功率而呈现出来的最高速度。

电动汽车对驱动电机的特性要求有哪些?与传统工业驱动电机不同,电动汽车的驱动电机通常要求能够频繁的起动/停车、加速减速,低速/爬坡时要求高转矩、高速行驶时要求低转矩并要求变速范围大。

电动汽车对驱安知动运转名定二年量功率察度二座童动电机的要求可归纳如下:为了充分利用有限的车载空间,减小车辆质量,降低运行中的能量消耗,应尽量减小驱动电机的体积和质量。驱动电机可以用铝合金外壳,各种控制装置和冷却系统等也要求尽可能轻量化和小型化。

1.高功率密度、轻量化在允许的范围内尽可能用高电压,可以减小驱动电机的尺寸和控制器、导线等设备的尺寸,特别是可以降低逆变器的成本。

2.全速段高效运行-次充电续航里程长,特别是在车辆频繁起停或变速运行的情况下,驱动电机应具有较高的效率。

3.低速大转矩及高速宽调速即使没有变速器,驱动电机本身应能满足所需的转矩特性,以获得在起动、加速、行驶、减速、制动等各种运行工况下的功率和转矩要求。

驱动电机应具有自动调速功能,可以减轻驾驶人操作强度,提高驾驶的舒适度,并且能够达到与传统内燃机汽车同样的控制响应。与低速电动机相比,高转速驱动电机的体积和质量较小,有利于降低整车装备的质量舒适度高

4。高可靠性,在任何运行工况下驱动电机都应具有高可靠性,以确保车辆的行驶安全。

5.安全性能,动力蓄电池组、驱动电机等强电部件的工作电压能达到 300V 以上,对电气系统的安全性和控制系统的安全性提出了更高的要求,新能源汽车驱动电机必须符合相关车辆电气控制的安全性能标准和规定。

6.低成本、低噪声为降低新能源汽车的使用成本,驱动电机的使用寿命应和车辆保持一致,真正实现节能环保的目标。同时驱动电机还要求具有耐温和耐潮性能好、运行噪声低、结构简单、成本低、适合批量生产,使用维护方便等特点。

7.能量回收。能量回收系统对于提高电动汽车的能量利用率具有重要意义。对驱动电机及电机控制器要求较高。

问题引导2:

驱动电机主要分为哪几类?

驱动电机可分为两大类,即有刷电动机和无刷电动机。习惯上将有换向器的直流动机简称为直流电动机。

由于技术成熟、控制简单,直流电动机曾在电力驱动领域有着突出的地位。实际上各类直流电动机包括 (串励、并励、他励) 和永磁直流电动机都曾在电动汽车上得到应用,但其电刷和换向器需要经常维护、可靠性低,正在被交流无刷电动机取代。

无换向器电动机包括异步电动机、永磁同步电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。

无换向器电动机在效率、功率密度、运行成本、可靠性等方面明显优于传统的直流电动机,因此在现代电动汽车中获得广泛应用。驱动电机分类如下:

永磁直流电动机有刷电动机串励直流电动机直流电动机、并励直流电动机他励直流电动机笼型异步电动机绕线转子电励磁式无刷电动机、同步电动机、永磁同步磁阻式永磁无刷电动机开关磁阻电动机。

问题引导 3:

新能源汽车驱动电机如何选择?

选择新能源汽车驱动电机的关键是电动机的机械特性。

至今为止电动汽车用的驱动电机主要包括:直流电动机、交流异步电动机、永磁同步电动机、直流无刷电动机和开关磁阳电动机。关于机械特性可以用转矩-转速特性和功率-转速特性曲线来表示,并可作为选择电动机的参考依据。

在选择新能源汽车的驱动电机时可以向电动机生产厂家提出所需要的各种性能参数,以作为电动机设计的依据。实际上大多数情况下是新能源汽车制造商根据电动机生产厂家提供的技术性能参数选择现成的电动机。

可供电动汽车选用的电动机种类繁多,功率范围很厂新能源汽车对于驱动电机的调速范围、可靠性、在恶劣环境下的工作能力等方面有比较高的要求。

1.额定电压的选择电动机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计,车辆的自重、蓄电池等相关数确定后,才能确定电动机的由压,转速等参救,即当车辆自重确定后,蓄电池的个数就确定了,电动机的电压等级也随之确定。

但总体要求是:尽可能提高电压等级,这样就可以使电动机在满足驱动要求的情况下,使电动机的功率小一些,电动机的电流也小一些,这样蓄电池的容量选择、安装空间、安装方式等就更容易处理。

2.额定转速的选择根据电动汽车的速度、动力性能的要求,需要选择不同转速的驱动电机。

(1)低速电动机?

低速电动机的转速为 3000 ~6000r/min,扩大的恒功率区的低速电动机额定转矩高、转子电流大、电动机的尺寸和质量较大,且相应的转换器、控制器的尺寸也较大,各种电器的损耗较大,但减速器的速比较小。

一般低速电动机的转动惯量大、反应慢,不太适用于电动汽车。

(2)中速电动机

中速电动机的转速为 6000 ~10000r/min,它的各种参数介于低速电动机和高速电动机之间。

(3)高速电动机?

高速电动机的转速为 10000~15000r/min,扩大的恒功率区宽,尺寸和质量较小,相应的转换器和控制器的尺寸也较小,各种电器内在的损耗较小。但其减速器的速比要大大增加,通常需要用行星齿轮传动机构。

高速电动机的使用主要受电磁材料的性能、高速轴承的承载能力的限制。一般高速电动机的转动惯性小、起动快、停止也快,电动汽车常用高速电动机作为驱动电机。

原理:

目前使用的电动汽车电机主要有三种:有刷调速电动汽车电机、无刷低速电动汽车电机和有刷低速电动自电机。不管是哪一种电机,超负载运行都会缩短其使用寿命。

有刷高速电动汽车电机工作在大电流下,电刷和减速齿轮磨损加快。有刷低速电动汽车电机在大电流下铁损较高,直流功率消耗变大,长时间骑行会造成电机发热,使磁钢退磁,降低效率缩短使用寿命。所以有刷电机的保养,应将电刷作为重点。

无刷低速电动汽车电机虽然没有电刷但它需要霍尔换向装置。在超负载的状态下,容易出现换向不好的问题,形成磁短路,从而烧坏控制器及霍尔组件,所以超负载对无刷电机的影响也很大。

保养:

检测电动汽车电刷、换向器的磨损程度。一般电刷磨损到距离引线4~5mm时应更换,换向器表面深度大于0.5mm时应更换。对于正常使用的电机,不管其磨损程度如何,均应定期(一般两年)更换电刷和换向器。

无论是有刷电动汽车电机还是无刷电动汽车电机,其输入电流过大都会影响使用性能。电机的电压是通过控制器供给的。控制器内的电子组件老化会导致输入电机的电流变大。因此必须对控制器进行检查,必要时更换控制器。

定期对电动汽车电机齿轮、轴承以及减速零件进行润滑,若齿轮及轴承内外套磨损过大、防振片变形、弹簧性能下降或折断均应更换控制器。

注意经常给电动汽车蓄电池充电,使蓄电池保持足够的电压,防止因电压不足引起电机发热,加速电动汽车电机衰老。

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