新能源汽車構(gòu)造課件：認(rèn)知電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)

《新能源汽車構(gòu)造》認(rèn)知電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造與拆裝方法目錄CONTENTS3秦EV電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知1電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求情境導(dǎo)入我們已經(jīng)初步了解了電驅(qū)動系統(tǒng)中的主要部分一一電機(jī)與控制中心一一電機(jī)控制器，在秦EV實(shí)車上，驅(qū)動電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)控制器以及變速器都集成在前驅(qū)電動總成上，你是否了解秦EV的前驅(qū)電動總成的結(jié)構(gòu)與拆裝前驅(qū)電動總成時的注意事項(xiàng)？01電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車的“心臟”和“肌肉”，作用相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)和減速箱。通常電力驅(qū)動系統(tǒng)主要包括電動機(jī)、電動機(jī)控制器及傳動機(jī)構(gòu)。電機(jī)驅(qū)動方式可分為電機(jī)中央驅(qū)動和電動輪驅(qū)動兩種形式。電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由電機(jī)、固定速比減速器和差速器等構(gòu)成的電動機(jī)中央驅(qū)動系統(tǒng)，這種驅(qū)動系統(tǒng)中，由于沒有離合器和變速器，因此可以減少機(jī)械傳動裝置的體積和質(zhì)量。另一種是電機(jī)中央驅(qū)動系統(tǒng)，它與前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的傳統(tǒng)汽車的布置形式相似，將電機(jī)、固定速比減速器和差速器集成一體，兩根半軸連接兩個驅(qū)動車輪，這種布置形式在小型電動汽車上應(yīng)用最為普遍。電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.電機(jī)中央驅(qū)動電機(jī)和固定速比的行星齒輪減速器安裝在車輪里面，省去了傳動軸和差速器，從而簡化了傳動系統(tǒng)。但是電動輪驅(qū)動方式需要兩個或四個電機(jī)，其控制電路也比較復(fù)雜，這種驅(qū)動方式在中興電動汽車上有較廣泛的應(yīng)用。電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（一）電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.電動輪驅(qū)動在新能源汽車和燃料電池汽車上，電驅(qū)動系統(tǒng)作為車輛唯一的驅(qū)動力來源，提供了車輛行駛?cè)康尿?qū)動力，保證車輛的行駛動力性、平順性等性能，其作用相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)。但是，由于電驅(qū)動系統(tǒng)能夠工作在回饋制動狀態(tài)，所以該系統(tǒng)還具備了傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的能量回饋功能，即電驅(qū)動系統(tǒng)在車輛制動時，能夠?qū)④囕v的動能通過驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)電特性轉(zhuǎn)換為電能存儲到車載電源系統(tǒng)中。新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)主要由動力輸出的驅(qū)動電機(jī)、電能變換的功率變換器以及實(shí)現(xiàn)控制算法的控制系統(tǒng)構(gòu)成。電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（二）電機(jī)驅(qū)動控制策略如圖所示，中間部分的實(shí)框內(nèi)展示了一種常見的電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（二）電機(jī)驅(qū)動控制策略如上圖所示，其中：驅(qū)動電機(jī)接受來自功率變換器的不同電壓、不同頻率的電能，通過電磁場作用將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能輸出，從而推動車輛運(yùn)動或者停止；功率變換器負(fù)責(zé)將車載直流電能轉(zhuǎn)換為不同的直流電能或者不同頻率的交流電能，為驅(qū)動電機(jī)提供適合的電能；控制系統(tǒng)則接受整車行駛需求，進(jìn)行控制算法和適合整車行駛需求的策略計(jì)算，為功率變換器提供合適的控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)倪壿嫼筒呗?。電?qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（二）電機(jī)驅(qū)動控制策略02電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求高轉(zhuǎn)矩密度和高功率密度，減少整車的輸出恒定轉(zhuǎn)矩，以適應(yīng)快速起動、加速、負(fù)載爬坡要求。高速時，能輸出恒定功率，可有較高功率輸出。能夠在逆變器容量不變的情況下，有較強(qiáng)的弱磁調(diào)速能力，是基速的3~4倍。在整個速度范圍區(qū)域都有較高的效率。有一定的過載能力，在短的時間內(nèi)，可輸出兩倍的額定轉(zhuǎn)矩。高可靠性和一定的魯棒性以適應(yīng)車輛環(huán)境變化。電驅(qū)動系統(tǒng)是新能源汽車(包括電動、混合動力、燃料電池)的關(guān)鍵技術(shù)，其主要特性要求如下:電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求典型的牽引電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)及電機(jī)輸出特性：如上圖所示，電機(jī)可兼作電動機(jī)和發(fā)電機(jī)運(yùn)行：在電動機(jī)模式下，電機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，逆變器從動力電池獲取電能供給電機(jī)，動力電池放電。在發(fā)電機(jī)模式下，電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，通過逆變器反饋給動力電池，為動力電池充電。從輸出特性曲線可以看出，在基速以下電機(jī)采用恒轉(zhuǎn)矩控制，即低速大轉(zhuǎn)矩運(yùn)行模式，一般采用單位電流輸出最大轉(zhuǎn)矩控制(MTPA),但最大轉(zhuǎn)矩輸出受逆變器的電流能力限制；在基速以上，采用恒功率控制，高速時輸出轉(zhuǎn)矩受逆變器的電壓限制。電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)要求03秦EV電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知秦EV電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知以2020款比亞迪秦EV為例，采用一套“三合一”電驅(qū)動系統(tǒng)，也稱為前驅(qū)電動總成，前驅(qū)電動總成由驅(qū)動電機(jī)、驅(qū)動電機(jī)控制器以及變速器三者集成，設(shè)置在整車前艙。如圖所示。秦EV電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知驅(qū)動電機(jī)主要是將驅(qū)動電機(jī)控制器提供的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能輸出至變速器，以及將變速器輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能輸出至驅(qū)動電機(jī)控制器。驅(qū)動電機(jī)控制器主要是控制動力電池與驅(qū)動電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置。變速器主要是實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動電機(jī)的減速增矩作用。秦EV電驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)認(rèn)知技術(shù)參數(shù)如下：電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩——180N·m/(0~3714r/min)/30s;電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩——70N·m/(0~4775r/min)/持續(xù)；電機(jī)最大輸入功率——100kW/(5305~6000r/min)/5s;電機(jī)額定功率——35kW/(4775~12000r/min)/持續(xù)；電機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)速——12100r/min;電機(jī)總成重量——6