电动汽车电动机驱动技术及其发展.docx

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1、电动汽车电动机驱动技术及其开展摘要通过查找大量与电动汽车车用电机及其驱动系统内容相关的文献后，本文主要从电动汽车车用电机及其驱动系统的技术，中国车用电机及其驱动系统的开展现状，国外车用电机及其驱动系统的开展现状，电动汽车电动机驱动技术国际开展趋势，电动汽车行业前景来这几个方面来分析研究电动汽车电动机驱动技术及其开展状况。通过了解以下内容目的是发现我国电动汽车车用电机存在的问题，提升我国电动汽车的车用电机及其驱动系统的技术，从而更好的与世界接轨。关键词：混合电动汽车，电动机，驱动技术目录第一章绪论11.1 电动汽车述11.1 .1电动汽车的分类及特点11.2 .2电动汽车的国内外开展情况21.

2、2本文研究的目的意义及主要内容31.2. 1本文研究的目的和意义31.2.2本文研究的内容4第二章电动汽车驱动技术52.1车用永磁电动机控制技术52. 2驱动电机及其控制器52. 2.1驱动电机类型及其开展52. 2.2驱动电机特点及其分类62.2.3我国驱动电机及其控制器主要存在的问题72.3 国外驱动电机及其控制器的开展现状92.4 我国驱动电机及其控制器的开展现状92.5 电动汽车驱动技术国际开展趋势13第三章电动汽车行业的开展前景183.1我国电动汽车开展的政策性建议183.2我国电动汽车开展战略18结论18致谢20参考文献.21第一章绪论目前，电动汽车以其节能、低污染的特点已经成为下

3、一代汽车的开展方向。通过了解以下内容有助于发现我国电动汽车车用电机存在的问题，提升我国电动汽车的车用电机及其驱动系统的技术，从而更好的与世界接轨。1.1电动汽车概述电动汽车是指全部或局部由电能驱动电机作为动力系统的汽车，包括纯电动汽车EV(ElectricVehicle),混合动力电动汽车HEV(HybridEleCtriCVehiCIe)和燃料电池汽车FCEV(FUeICellEIeetriCVehiCIe)三种类型。电动汽车的出现得益于19世纪末电池技术和电机技术的开展较内燃机成熟，而且石油的运用还没有普及，1873年英国人RobertDaVidSon制造的一辆三轮车，它由一块铁锌电池向电

4、机提供电力，这被认为是电动汽车的诞生，比我们现在常见的内燃机驱动的汽车早出现了13年。到了1881年，法国人GustavTrouve使用铅酸电池制造了第一辆能反复充电的电动汽车。此后三四十年间，电动汽车在当时的汽车开展中占据着重要位置。进入20世纪以后，由于大量发现石油，石油开采提炼和内燃机技术的迅速进步，电动汽车那么由于电池进步缓慢，在性能、价格等方面都难以与燃油汽车竞争而逐步被燃油汽车所取代。20世纪60年代以后，由于汽车数量的骤增和同益严重的环境问题，给人类的健康和生存带来了严重威胁，再加上70年代后的石油危机，各国都努力寻找石油的替代能源，电动汽车的开展又成为了人们关注的热点，取得了突

5、飞猛进的开展。电动汽车具有传统燃油汽车无可比较的优点，比方：电动汽车噪声低；污染物排放可以减少97%；能源多样化：能效高，电动汽车能量利用率为17.8%,燃油汽车的能量利用率仅为10.3%,可节省大约40%的石油。同时电动车由于利用电力这种可再生资源作为驱动力，对于资源的节约具有重要意义，所以电动汽车将成为21世纪最有潜力的交通工具。1.1.l电动汽车的分类及特点电动汽车一般分为三类：纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池汽车，都处于不同的开展阶段。1 .纯电动汽车纯电动汽车一般的理解是从车载蓄电池获得电力，以电机驱动的各种车辆。优点是零排放，但价格偏高，适合短距离行驶。2 .混合动力汽车混合

6、动力电动汽车(HEV)是在一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元(AUXiIiaryPOWerUnit,简称APU),其中APU是燃烧某种燃料的原动机或由原动机驱动的发电机组，目前HEV所采用的原动机一般为柴油机、汽油机或燃汽轮机。混合动力电动汽车将原动机、电动机、能量储存装置(蓄电池)组合在一起，它们之间的良好匹配和优化控制，可充分发挥内燃机汽车和电动汽车的优点，防止各自的缺乏，是当今最具实际开发意义的低排放和低油耗汽车。较之纯电动汽车，HEv具有如下的优点：(1)由于有原动机作为辅助动力，电池的数量和质量可减少，因此汽车自身重量可以减小。(2)汽车的续驶罩程和动力性可到达内燃机的水平

7、。(3)借助原动机的动力，可带动空调、真空助力、转向助力及其它辅助电器，无需消耗电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。(4)在内燃机输出功率大于行驶要求时，可以将多余的能量带动电机发电，实现能量回收，节省电力。3 .燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车(FCEV)是利用燃料电池中氢气与氧气发生反响产生的电力作驱动力的电动汽车。燃料电池汽车只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承当。常用的氢氧燃料电池装置从本质上说是水电解的一个“逆”装置。燃料电池是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置，是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置。燃料电池的原理由英国的W.

8、GrOVe于1839年提出，直到20世纪美国宇宙飞船使用燃料电池，该理论才到达实用水平并开始走向民用。通过燃料(氢气、甲醇等)中的氢在电池内部与空气中的氧发生反响，生成水的同时产生电流。目前燃料电池汽车本钱较高，暂时还未大面积推广。1. 1.2电动汽车的国内外开展情况欧美国家面对原油价格的猛涨使新能源的开发利用同渐升温，大力开展电动汽车尤其是纯电动汽车已成为各国关注的焦点。目前，很多国家尤其是欧美、日本等国都将电动汽车的研发列入政府方案。如美国政府与三大汽车公司(克莱斯勒、福特和通用)合作实施的新一代汽车合作方案(PNGV)和大燃料电池汽车(FreedomCAR)协作方案，推动美国汽车技术革命

9、、开发新一代汽车。欧盟也制定了电动汽车及其与能源相关的开展方案：如框架(FP)系列方案，欧盟燃料电池研究开展示范方案，欧盟燃料电池巴士示范方案和欧洲电动汽车城市运输系统方案等馈，3oo从目前世界范围内的整个形势来看，日本是电动汽车技术开展速度最快的少数几个国家之一，特别是在混合动力汽车的产品开展方面，同本居世界领先地位。日本的丰田和本田两家汽车公司已批量生产销售混合动力汽车。1997年12月，丰田汽车公司首先在同本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRlUS。该轿车于2000年7月开始出口北美，同年9月开始出口欧洲，现在已经在全世界20多个国家上市销售，截止到2007年11月，在全

10、世界的销量已经突破了125万辆，据估计由此产生的抑制二氧化碳排放效果将到达500万吨。本田汽车公司开发的混合动力汽车也投放市场，供不应求。日产汽车公司也已经于2006年向美国市场销售混合动力汽车。日本还设定了在2010年之前在国内普及5万辆燃料电池汽车的目标。法国是最积极研制和推广电动汽车的国家之一。法国政府、法国电力公司、标致一雪铁龙汽车公司和雷诺汽车公司共同承当开发和推广电动汽车的协议，共同合资组建了电动汽车的电池公司。德国政府投入大量资金用于电动汽车研发，指定奔驰汽车公司和群众汽车公司合资成立科技开发机构。瑞典的VO1.VO公司，意大利的菲亚特公司等不惜投入巨额资金，研发新一代电动汽车。

11、丹麦、奥地利、捷克、匈牙利等也都在开展电动汽车的研发工作。日前，德国盖尔森基兴应用技术大学汽车研究中心预计，今年欧盟国家将卖出8万辆混合动力汽车和纯电动汽车，到2025年将增加到1620万辆。并断言，由于电池技术不断改良，本钱不断降低，从2010年起，电动汽车将同渐普及。我国在“八五”、“九五”、十五三个五年方案期间，在电动汽车的研究开发上投入了大量的人力、物力和财力，并取得了一系列科研成果。总体来说，中国电动汽车的研发与国外根本处于同一起跑线上，技术水平与产业化虽然有一定的差距，但是相差不大。目前，我国电动汽车己经进入市场化的关键时期。在混合电动汽车领域，产业化生产的技术准备工作已经初步完成

12、。东风电动汽车公司研制的混合动力公交客车己在武汉投入运行，一汽集团研发的混合动力客车也已下线，东风、长安、奇瑞和一汽的混合动力轿车从2006年起陆续投放市场。在纯电动汽车领域，局部制造商已经实现了小批量生产，开发的产品通过了国家汽车认证。2005年4月，由天津自主开发生产的6辆“幸福使者”纯电动汽车出口美国，迈出了我国电动汽车产业化的重要一步。同时，国家电网参与电动汽车的推广，国家电网公司已按照其所制定的“十一五期间详细的车辆替换和运行规划以及电动电力工程车辆替换的优化设计方案，在北京、上海、天津、山东、浙江、湖北、湖南等省市试点区域开始付诸实施。在燃料电池电动汽车领域，我国已经建立了燃料电池

13、电动汽车产品技术开发平台和演示验证试验平台。清华大学、同济大学已分别开发出与国际水平相接近的燃料电池电动客车和轿车，整车操控性能、行驶性能、平安性能、燃料利用率等均到达国际先进水平。北京国际马拉松赛期间，由清华大学研制的燃料电池城市客车承当比赛期间的效劳工作。1.2本文研究的目的意义及主要内容1.2.1本文研究的目的和意义出于对能源和环境的考虑，电动汽车技术在各国政府以及各大汽车公司的推动下得到了迅速开展。混合动力汽车结合了传统汽油汽车和电动汽车的优点，凭借其优良的性能，已进入应用阶段。而作为电动汽车动力源的电池，其性能好坏直接影响电动汽车的性能和寿命。世界各大汽车公司纷纷投巨资并采取结盟的方

14、式研究各种类型的电池，投入很大的力量致力于研究和开展先进的电动车能源系统，建立了专门从事电池开发及其性能研究的实验室。动力电池作为电动汽车的能量来源，其性能是否能够满足电动汽车的动力需要，关系到电动汽车的驾驶性能和电动车事业的推广。对电池平安性和可靠性的测试对车辆的平安运行也至关重要。基于以上考虑，本文设计了相应的电池性能测试方案，所研究的电池性能测试系统可以测试动力电池在不同充放电率和不同温度下的运行状况，实现各种动力电池性能测试实验，收集相关电池信息，为电池性能评估提供相应的依据，估算SOC,防止由于过充电或过放电对电池的损伤，提高电池使用寿命，而且可以对故障电池做出早期预测，防止因单体电

15、池损坏而未能及时发现造成的整组电池寿命降低。1.2.2本文研究的内容本文主要从电动汽车车用电机及其驱动系统的技术，中国车用电机及其驱动系统的开展现状，国外车用电机及其驱动系统的开展现状，电动汽车电动机驱动技术国际开展趋势，电动汽车行业前景来这几个方面来分析研究电动汽车电动机驱动技术及其开展状况。第二章电动汽车驱动技术2.1 车用永磁电动机控制技术拥有TMS3201.F2407和TMS3201.F2812两个控制硬件平台。软件平台采用数字化矢量制技术，具有如下特点：具有多种控制模式，转矩控制、转速控制和功率控制；转速控制精度恒转速20rmin,恒力矩控制精度5%Tn（Tn是产品额定力矩）；转矩响

16、应速度0.3ms0具有上电自检功能，能够进行弱电系统和IGBT强电系统的检测，并记录故障信息。具有参数在线整定功能，可以通过上位机编程控制修改DSP中的控制参数，如采样周期、PI参数等。具有软件保护功能、超速保护、过温保护、堵转保护和过载保护等，能够根据采样智能判断工作状态，分辩干扰信号与真实保护信号。能够自动判断采样的精度，根据误差动态的进行误差修正。具有故障诊断功能，并通过总线反响到上位机。在高速弱磁控制方面，可以到达1:10的恒功率区，适合于宽调速范围的调速系统。具体性能如下。适用于多种场合的异步、永磁电动机，实现宽恒功率区的调速，实现精确的功率控制，恒功率W5%Pn（Pn是产品额定功率）。动态性能好，调节速度快,能够在0.5ms内到达稳定。可稳定控制最高频