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装配新能源汽车同步电机

发布时间:2022-04-08 13:59:49

1、电动汽车同步电机好还是异步电机好?

通常要了解一款车型的动力性能,首先必须知道该车搭载何种发动机,因为发动机是整辆车的心脏。那么对于电动车来说,它的心脏便是驱动电机。而我们在查看大多数电动车的动力系统相关信息的时候,有一个名词的出现频率极高,那便是永磁同步电机。原因是目前国内大多数纯电动车都是选择这种电动机作为动力源。

难道现在新能源乘用车只采用永磁同步电机呢?其实不然,部分中高端纯电动车会选择采用交流异步电机,例如特斯拉、蔚来。此外,即将在国内上市的奥迪。EQC(参数|图片)同样是给前后轴装上两台交流异步电机。相比国内主流电动车采用的永磁同步电机,售价更贵定位更高的中高端电动车采用的异步电机就一定更加先进吗?

两种类型的区别在哪里,孰优孰劣?

电机的工作原理是通电线圈会在变化的磁场中受力,通过两个磁场相互作用,从而产生电磁转矩转换成动能来驱动汽车行驶。在这里面,产生磁场的方式不同,就形成了交流异步电动机和永磁同步电动机。

永磁同步电机最大的优势在于拥有非常高的功率密度和扭矩密度,而且能耗更低。在同样的重量和体积下,永磁同步电机能输出更高的功率和扭矩。同理,在相同的功率和扭矩情况下,采用永磁同步电机就可以获得最小的重量和体积,为另一个极为重要的部件“动力电池”留出足够的空间和质量。而缺点便是电机所需的永磁材料价格高居不下,从而提高电机甚至整车的制造成本。

交流异步电机的优缺点刚好与永磁同步电机相反,前者的优势在于制造电机无需价格昂贵的永磁材料,因此成本更为低廉,而且工艺简单、运行可靠、维修方便,能够在复杂的工作环境中工作,也对周围工作温度的大幅度变化有比较强的适应能力。缺点则是在同样的功率和扭矩下,异步电机所需要的体积和重量要远大于永磁同步电机,同时能耗也相对更高。

2、现在新能源汽车上用的电机是什么电机?

新能源汽车的主流电机有直流电机,异步电机,永磁同步电机三种。

永磁同步电动机其具有转速范围广、功率密度高、工艺简单、体积小且运行可靠耐用的特点,成为主流实至名归。

拓展资料:

在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

异步电机虽然成本低、维修方便,但效率低、调速性差。只是少量车型选用,但也不乏主流车型,从目前来看,该类电机不会成为趋势。

永磁同步电动机的结构与直流电动机相似,这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时,由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机,所以,在噪音以及控制环节上,永磁同步电动机更胜一筹。

3、新能源汽车的驱动电机是什么类型??

交流电机,有永磁同步电机
和交流异步电机

4、新能源汽车永磁同步电机的发展史,究竟是怎样的?

电动汽车具有低噪声、零排放、高效率、节能、能源多样化和综合利用等明显优势,成为各国发展的主流。随着永磁材料性能的提高和成本的降低,永磁同步电机(PMSM)以其高效率、高功率因数和高功率密度的优势成为电动汽车驱动系统中的主流电机之一。


永磁电机驱动系统

永磁电机不仅具有无刷结构和交流电机运行可靠的优点,还具有DC电机调速性能好的优点。它不需要励磁绕组,可以实现小尺寸和高控制效率。它是电动汽车电机研发和应用的热点。永磁电机驱动系统可分为无刷直流电机系统和PMSM系统。无刷DC电机(BLDCM)系统具有转矩大、功率密度高、位置检测和控制方法简单等优点,但换向电流难以达到理想状态,会引起转矩脉动、振动和噪声等问题。无刷直流电机系统在速度要求不高的电动汽车驱动领域具有一定的优势,得到了广泛的重视和应用。永磁同步电机(PMSM)系统具有控制精度高、转矩密度高、转矩稳定性好、噪声低等特点。通过合理设计永磁磁路结构,可以获得较高的弱磁性能,提高电机调速范围。因此,它在电动汽车驾驶中具有很高的应用价值,受到国内外电动汽车行业的高度重视,在日本得到了广泛应用。是一种理想的电动汽车驱动系统。

1.日本电动汽车用永磁同步电机的现状



日本从1965年开始发展电动汽车,1967年成立日本电动汽车协会。由于永磁同步电机的优异性能,自问世以来一直受到日本汽车公司的青睐。1996年,丰田汽车公司的电动汽车RAV4采用东京电机公司的插入式永磁同步电机作为驱动电机,其下的日本富士电子研究所研制的永磁同步电机可达到最大功率50kW,最大转速1300r/min。1998年1月,日产公司开发的新一代电动乘用车在美国加州投入使用。驱动电机采用钕铁硼材料,电机体积小。电动汽车驱动电机的技术指标见表2。


近年来,日本电气工程研究实验室与其他公司合作推出了一款内置双层永磁体的永磁同步电机(如图1所示),提高了电机的横轴电导,增加了电机10%的转矩,增加了10%的最大效率区,电机最大峰值效率可达97%以上,主工作区效率可达93%以上。

2.欧洲电动汽车用永磁同步电机的现状

在法国的VEDELIC电动汽车项目中,PSA电动汽车动力总成制造商Moteurleroy-Somer在1997年改进了驱动电机。选用的新型驱动电机是三相永磁同步电机。

与传统的DC驱动系统相比,法国采用的三相永磁同步电机在以下三个方面进行了改进:①功率密度比和转矩密度比更高;②效率更高;③可靠性提高,维护方便。德国第三代奥迪混合动力汽车的驱动电机采用永磁同步电机(PMSM)。最大速度为12500转/分钟,最大输出功率为32kW。


3.美国电动汽车用永磁同步电机的现状


电动汽车在美国的发展比日本晚。在美国,感应电机的设计和控制策略已经成熟,因此感应电机是电动汽车的主要驱动电机。而美国也对永磁同步电机进行了研究,成果突出。詹姆士开发的永磁同步电机。歌迪和凯文。SatCon公司的LeRowR.E采用定子双绕组技术,不仅扩大了电机的转速范围,而且有效利用了逆变器的电压,绕组电流小,电机效率高。表4显示了美国SatCon公司开发的电机在不同速度和功率下的效率特性。

5、新能源汽车上驱动电机的特点?

电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。目前市场上较为常见的是永磁式发动机。

永磁式电动机根据定子绕组的电流波形的不同可分为两种类型,一种是无刷直流电机,它具有矩形脉冲波电流;另一种是永磁同步电机,它具有正弦波电流。

这两种电机在结构和工作原理上大体相同,转子都是永磁体,减少了励磁所带来的损耗,定子上安装有绕组通过交流电来产生转矩,所以冷却相对容易。由于这类电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率较高。

永磁式电动机的控制系统相比于交流异步电机的控制系统来说更加简单。但是由于受到永磁材料本身的限制,在高温、震动和过流的条件下,转子的永磁体会产生退磁现象,所以在相对复杂的工作条件下,永磁式电机容易发生损坏,故这一块还有待继续发展改善。

而且永磁材料价格较高,因此整个电机及其控制系统成本较高,目前只有稀土资源丰富的中国比较倾向于使用永磁电机的电动汽车驱动方案。像日本、欧洲,要么是使用轻稀土的永磁材料做永磁电机,要么是直接改用无需稀土材料但对控制器设计要求更高的开关磁阻电机。

优点:效率高、结构简单、体积小、重量轻 缺点:成本较高、高温下磁性衰退。

拓展资料:所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。 当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

优点:成本低、易控制、调速性能良好 缺点:结构复杂、转速低、体积大、维护频繁 特性:在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。

6、哪些新能源汽车采用永磁同步电机作为驱动电机?至少列举5个不同品牌车型。

.永磁同步电机
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能,永磁同步电机作发电机(generator)用;此外,当定子侧通入三相对称电流,由于三相定子在空间位置上相差120,所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场,转子旋转磁场中受到电磁力作用运动,此时电能转化为动能,永磁同步电机作电动机(motor)用。
优点:
1.效率高:因为它的励磁磁场(转子磁场)是由磁铁提供的,所以省去一部分励磁磁场所需的电能。
2.调速范围大:由于他是永磁作为励磁磁场,因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。
3.体积小重量轻:因为它的结构简单,因此无论体积还是重量都相对较小。
4.发热小,密封性强,免维护。
缺点:
1.抗震性较差:由于现在大部分永磁材料都采用钕铁硼强磁材料,这种材料较为硬脆,因此受到强烈震动有可能会碎裂。
2.抗热冲击较差:由于转子采用磁性材料,而电机在运行或者环境温度过高情况下会引起磁铁退磁,因此会造成动力下降
.所以基于机上这些原因,大部分的电动汽车都采用永磁同步电机,而特斯拉这种较为昂贵的汽车才会使用交流异步电机。

7、新能源汽车常用的几种电机?

你好根据你的描述,永磁同步电机,和异步电机等。希望我的回答对你有帮助,望采纳,谢谢!!

8、新能源汽车所采用的电机主要有哪些?其各有哪些优缺点?中国汽车企业目前大多数采用永磁同步电机,

新能源汽车所采用的电机主要有直流电动机、异步电动机、永磁同步电动机、开关磁阻电动机等。
直流电动机的优缺点:直流电动机的主要优点是电磁转矩控制特性优良,起动转矩和制动转矩较大,易于快速起动、停止;调速比较方便,调速范围广,易于平滑调节;控制装置简单,而且价格低廉。其主要不足是效率低,质量大,体积大,结构复杂,成本高;在高速工作时会产生火花,工作转速低,电刷、换向器等接触零件易磨损。直流电动机在早期开发的电动车上应用广泛,但在新研发的电动车上较少使用。
异步感应电动机优点具有结构简单、制造容易、价格低、运行可靠、维护方便、效率高等优点,因此得到广泛应用。据估计,90%左右的电动机均为异步电动机,在电网总负荷中,异步电动机用电量占60%以上。
三相异步感应电动机的缺点是功率因数低,运行时必须从电网吸收无功电流来建立磁场,故其功率因数小于1,大量的异步电动机在电网中运行,使网的功率因数下降,因此必须用其他方法进行补偿。
永磁同步电机优点:效率高,功率因数高,效率曲线平直,结构简单,便于维护,调速精度高。
开关磁阻电机优点结构简单,成本低,适用于高速,功率电路简单可靠,启动电流小转矩大。缺点:震动与噪音大。

9、如何区分新能源汽车异步电机和同步电机?

目前新能源汽车采用的电机主要有两种:三相交流异步电机和三相永磁同步电机。其实关于这类的文章挺多的,但鉴于他们的专业性,内容深度比较大。所以这边用比较通俗的说法,简要介绍一下他们的区别。

“三相”还是比较好理解的,比如我们的工业用电就是三相电,相位互差120,合起来就是一周360。

电机分为定子和转子两部分,上图中红框永磁转子即为转子,旋转部分;红框线圈即为定子,固定不动。如果转子的旋转速度与定子的旋转磁场速度一致的,叫同步电机;如果不一致,叫异步电机。这就是同步与异步的区别。

三相交流异步电机也叫感应电机,它根据的是法拉第电磁感应定律。电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象。

当定子线圈产生旋转磁场时,转子因磁通量变化产生感应电动势,转子导体闭环产生感应电流,转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。转子的转速一定是小于定子线圈产生旋转磁场的,假设同步,没有转速差,没有切割磁感线,就没有转子感应电流,那就不可能有电磁力驱动旋转,因此只能异步。一直被追赶,但永远不可能被同步。

三相永磁同步电机,根据的是磁极同性相斥异性相吸的原理。转子安装有永久磁体具有固定的磁极,当定子产生旋转磁场会带动转子进行旋转,转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速是同步的。

因此,他们的区别是:转动上不相同;原理根据不相同;转子结构不相同,永磁同步电机的含有永久磁体,交流异步电机则没有。

10、新能源汽车目前电动机存在的问题有哪些新能源汽车目前电动机存在的问题有哪些?

全球驱动电机市场趋势
根据估测,随着全球汽车电动化快速推进,新能源汽车电机系统市场将随之快速扩张,市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。
新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分,虽然同其他大部分汽车零部件一样,这两部分部件长期都面临降价压力,但是由于新能源汽车总量的上升,行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。
系统单价方面,电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。
根据估测,在中性假设条件下,2030年电动车销量将达到2000万台,约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而,如果放到乐观情景下,即电池价格大幅下滑,且环保政策更加严厉的条件下,电动车销量增长的速度有可能大幅上升,我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平,约占当年汽车销量的25%-27%。
预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300),双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000),纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。

电动机市场情况
我们预计到2030年电动机(不包括逆变器)的销量年均增速将达到18%,到2030年行业整体销量达到$195亿,相较2015年$12亿的水平扩展近17倍。
预期电动机的销量将从2015年的360万上升到2030年的4900万,同时,单车电机数量预计将有所下滑,从1.8下降到1.4,主要是由于单电机的纯电动车销量占比提升。
但电动机单价方面我们预期将进一步提升,从目前的$350上升至$380,主要是受高价大功率电机的更广泛应用所拉动。

从市场份额情况看,丰田集团在2016年的数据中遥遥领先(集团主要生产电机的公司包括电装公司和爱信精机),本田集团位居第二,而同时这两大集团也都在混动领域占据全球领先地位。之后是比亚迪以及给特斯拉供货的台湾电机制造商富田电机。
电机行业在长期发展过程中,第三方供应商崛起将是大势所趋。如果我们观察当前日本汽车行业产业链情况,不难发现占据龙头地位的前三强(丰田、本田、日产)都倾向于自供电机产品,这除了和日本制造企业的传统基因相关外,也同行业发展的阶段有关。
如果对照一下PC和手机行业的发展史,我们不难发现,这两个行业在初期都是高度上下游整合生产,无论是PC行业的惠普、苹果、硅图公司,还是手机行业的诺基亚、摩托罗拉都在产业链中高度整合生产,因为在初期产品更新换代速度较快,需要上游零部件供应商迅速做出反应相互配合,所以整合生产的模式具备较高的性价比;
然而到了行业发展中后期,由于整个市场规模扩充,同时产品更新换代速度不需要像初期那样快,此时第三方供应商以整个市场为客户对象的规模效应便体现出来,这也催生了富士康、美光、海力士等一系列第三方供应商的崛起。
新能源汽车电机行业也不例外,从当前时点看,本田已经宣布将与日立合作生产电机。同时日产也在投资者交流会上提到将来可能开始外采电机。
2017年10月,三菱电机宣布将为戴姆勒奔驰提供电机和逆变器。随着第三方电机厂商高效能、低成本产品的普及,电机行业市场份额从主机厂自供向第三方企业转移是大势所趋。
目前日本的电机企业已经相继开始对电动化所带来的趋势转变做出了应对。我们预期电装和爱信精机将会首先利用他们现有的规模优势,用较低的成本占有市场份额,而紧随其后的电产和明电舍也将迅速跟进。
目前电机行业的平均毛利率在30%左右,而生产规模是决定毛利率高低的主要因素之一。

逆变器行业情况
我们预测逆变器行业也将迎来高速增长,根据估测,逆变器市场销售收入规模将从2015年的$12亿上升至2030年的133亿。
从销量上来看,因为逆变器与电机的比例基本是1:1,所以预计其销售总量将从2015年的360万上升到2030年的4900万。
同时单车配套价格将从$300-$400下降到$200-$300,主要是来自于上量之后的成本规模效应。

与电机领域相似,在逆变器行业丰田集团目前同样也是居于领先地位。同时丰田集团下属的电装集团目前正在大规模扩展其逆变器客户。在丰田之后,三菱电机也占据相当大的市场份额。

技术演变
从电机的分类来看,主要有直流、交流感应、永磁同步和开关磁阻四种,新能源汽车电机主要用到后三种。
目前,永磁同步由于其较优的性能,是主流的电机类型。交流异步电机的价格适中,但性能稍差,在美国及中国有部分厂商使用。而开关磁阻电机的主要优势在于其较低的价格,但同时也存在着杂音和震动的技术问题,如果这些问题能够解决的话,开关磁阻电机将具备很大的市场。
交流异步电机:虽然从目前看,交流异步电机(额定功率在79-85左右)相比永磁同步功率方面不具备优势,但是其成本较永磁同步电机低出不少。在体积方面,交流异步电机比永磁同步电机更大,主要是受设计构造的限制。
永磁同步电机:电机内部有包裹永磁体的转子,整体系统功率较大(在90-92左右),同时体积较小。造价方面较为昂贵,主要由于永磁材料价格较高。目前关于降低永磁体使用的研究正在开展,研究同时也关注提升磁体的输出效能。永磁电机是当前电动车电机行业中应用最广泛的电机类型。
开关磁阻电机:开关磁阻电机价格非常具有竞争力,主要由于其转子中没有高成本的永磁体,同时其功率适中(额定功率在80-86左右)。由于是利用定子和转子的拉力来提供动力,过程中导致的震动和噪音是其主要问题。由于电动车电机目前正处在迅速上量的时间段,我们相信需求的提升会加快技术的革新替代。
电机技术提升方向
通过研究过去20年电机的技术演进趋势,我们发现电机技术还有较大的继续提升的空间。首先看机芯用钢的厚度情况。对于定子和转子来说,其主要是由薄电磁钢层叠加组成,1997年第一代的丰田普锐斯使用的是0.35mm的钢层,随后减到0.3mm,最近2016年降到0.25mm。一般来说,薄钢层数的提升能够增加电机效率,同时也对控制电机温度有帮助。
目前,制造薄钢是行业的一大技术难题。主要的难点在于控制压铸中的回弹,以及钢片材料的一致性保持。从当前情况来看,旋锻加工技术由于其成本和生产效率方面的优势将会越来越成为行业的主流制造方式。
其次,在绕线密度方面,总体上定子中绕线的量是决定电机功率大小的重要因素。而决定绕线量的则主要是在有限空间内铜线可以绕机芯的圈数。技术方面目前插入器的使用由于适合高功率的定子加工,并有逐渐成为行业生产标配的趋势。
而线圈类型方面,主要有方形和圆形两种,目前主流厂商使用的是圆形,但是方形技术由于具备较高的空间利用率,正逐渐替代圆形成为行业大方向,而丰田和本田目前已经开始批量采用方形绕线技术。其他厂商这边,安川电机已经开始研发电子绕线技术,目的是提升控制和效率(马自达已经开始试用)。
最后,在冷却系统方面,分电机和逆变器两部分:电机这块,由于随着电机温度升高永磁电机的磁力会减弱,所以冷却系统的效率对于电机高功率运行至关重要。

从技术演变趋势看,主流的冷却技术已经从风冷、水冷,发展到目前油冷的阶段。其主要技术手段是将电机浸入到油冷室中来达到降温的目的。虽然有专家认为与油的摩擦会降低电机的效率,但是综合各方面情况,油冷依旧是目前技术条件下最有效的冷却模式。
逆变器方面,冷却系统对于逆变器的表现也同样重要,日产最近声称在聆风2017新车型中,依靠提升逆变器冷却系统,将电机的输出功率从80kw提升至110kw,而电机其他部分均和上一代相同。
这体现出了逆变器冷却系统的重要性。虽然碳化硅的使用将会使得电机的抗热和抗压性有所提升,但是其较高的成本,其大规模应用的时间点可能很难在短期内到来。


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