△第8章直流電動機8.1

直流電機的構(gòu)造8.2

直流電機的基本工作原理8.4

并勵電動機的起動與反轉(zhuǎn)8.3

直流電動機的機械特性8.5

并勵(他勵)電動機的調(diào)速*8.6電動自行車*8.7電動汽車第8章直流電動機

1.了解直流電動機的基本構(gòu)造和工作原理;2.掌握他勵（并勵）和串勵直流電動機的電壓與電流的關(guān)系式，接線圖、機械特性;3.搞清他勵（并勵）和串勵直流電動機的起動、反轉(zhuǎn)和調(diào)速的基本原理和基本方法。本章要求8.1

直流電機的構(gòu)造直流電動機雖然比三相交流異步電動機結(jié)構(gòu)復雜，維修也不便，但由于它的調(diào)速性能較好和起動轉(zhuǎn)矩較大，因此，對調(diào)速要求較高的生產(chǎn)機械或者需要較大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械往往采用直流電動機驅(qū)動。直流電機的優(yōu)點：

(1)調(diào)速性能好,調(diào)速范圍廣,易于平滑調(diào)節(jié)。

(2)起動、制動轉(zhuǎn)矩大,易于快速起動、停車。

(3)易于控制。應用:

(1)軋鋼機、電氣機車、中大型龍門刨床、礦山豎井提升機以及起重設(shè)備等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。

(2)用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機等8.1.1

直流電動機的構(gòu)造極掌極心勵磁繞組機座轉(zhuǎn)子直流電動機的磁極和磁路直流電機由定子(磁極)、轉(zhuǎn)子(電樞)和機座等部分構(gòu)成。SN++++N+++++S+++2.轉(zhuǎn)子(電樞)

由鐵心、繞組、換向器組成。1.磁極永磁式:

由永久磁鐵做成。勵磁式:

磁極上繞線圈，線圈中通過直流電，形成電磁鐵。勵磁:

磁極上的線圈通直流電產(chǎn)生磁通，稱為勵磁。電樞鐵心：由硅鋼片疊裝而成。電樞繞組：單個繞組元件組成。用來在電機中產(chǎn)生磁場。SN++++N+++++S+++UUfIaM+_+_If他勵1.他勵電動機勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個直流電源供電。8.1.2直流電機的分類直流電機按照勵磁方式可分為他勵電動機、并勵電動機、串勵電動機和復勵電動機2.并勵電動機勵磁繞組和電樞繞組并聯(lián)，由一個直流電源供電。IfIaUM+_+_IE并勵4.復勵電動機勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞的聯(lián)接有串有并，接在同一電源上。3.串勵電動機勵磁線圈與轉(zhuǎn)子電樞串聯(lián)接到同一電源上。+串勵UIa_IfM復勵U+_IMIa8.2

直流電機的基本工作原理8.2

直流電機的基本工作原理IU–+SbNacd直流電從兩電刷之間通入電樞繞組，電樞電流方向如圖所示。由于換向片和電源固定聯(lián)接，無論線圈怎樣轉(zhuǎn)動，總是S極有效邊的電流方向向里,N極有效邊的電流方向向外。電動機電樞繞組通電后中受力(左手定則)按順時針方向旋轉(zhuǎn)。U–+U–+電刷換向片U–+IFFTn換向器作用：將外部直流電轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的直流電，以保持轉(zhuǎn)矩方向不變。U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，將在線圈中產(chǎn)生感應電動勢。由右手定則，感應電動勢的方向與電流的方向相反。KE:

與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)n:

電動機轉(zhuǎn)速

：磁通1.電樞感應電動勢

E=KEn

U–+EETnSbNdFFacII換向片電刷由圖可知，電樞感應電動勢E與電樞電流或外加電壓方向總是相反，所以稱反電勢。式中：U—外加電壓

Ra

—繞組電阻2.電樞回路電壓平衡式–RaIaE+–+UMKT:與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)

:

線圈所處位置的磁通Ia：電樞繞組中的電流3.電磁轉(zhuǎn)矩單位:

(韋伯)，Ia

(安)，T(牛頓?米)直流電動機電樞繞組中的電流(電樞電流Ia)與磁通

相互作用，產(chǎn)生電磁力和電磁轉(zhuǎn)矩，直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩公式為4.轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系

電動機的電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,它使電樞轉(zhuǎn)動。在電機運行時，電磁轉(zhuǎn)矩必須和機械負載轉(zhuǎn)矩及空載損耗轉(zhuǎn)矩相平衡，即T=KT

IaT2:機械負載轉(zhuǎn)矩T0:空載轉(zhuǎn)矩當電動機軸上的機械負載發(fā)生變化時，通過電動機轉(zhuǎn)速、電動勢、電樞電流的變化，電磁轉(zhuǎn)矩將自動調(diào)整，以適應負載的變化，保持新的平衡。轉(zhuǎn)矩平衡過程例：設(shè)外加電樞電壓U一定，T=T2

+T0(平衡)，此時，若T2突然增加，則調(diào)整過程為達到新的平衡點(Ia

、P入

)

。T2

n

Ia

T

E

8.3

直流電動機的機械特性特點:

勵磁繞組與電樞并聯(lián)由圖可求得由上分析可知：當電源電壓U和勵磁回路的電阻Rf一定時,勵磁電流If和磁通

不變，即

=常數(shù)。則IaUM+_If+_IE以并勵直流電動機為例T=KT

Ia

=KIa

令：T=KT

Ia

=KIa

即：并勵電動機的磁通

=常數(shù)，轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。

由以下公式求得IaUM+_If+_IE式中：n=f(T)

機械特性曲線n0nNTN并勵電動機在負載變化時，轉(zhuǎn)速n的變化不大—硬機械特性（自然特性）。改變電樞電壓和電樞回路串電阻可得人工特性曲線n0T

n例:有一并勵電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：P2=22kW,UN=110V,

nN=1000r/min,

=0.84,并已知Rf=27.5

，Ra=0.04,試求:(1)額定電流I,額定電樞電流Ia及額定勵磁電流If

;(2)損耗功率

PaCu

,

PfCu,

及

P0

;(3)額定轉(zhuǎn)矩T;(4)反電動勢E。解：(1)P2是輸出功率，額定輸入功率為額定電流額定勵磁電流額定電樞電流（2）電樞電路銅損勵磁電路銅損總損失功率空載損耗功率（3）額定轉(zhuǎn)矩（4）反電動勢8.4

并勵電動機的起動與反轉(zhuǎn)8.4.1起動直流電動機不允許在額定電壓UN下直接起動。Iast太大會使換向器產(chǎn)生嚴重的火花,燒壞換向器；起動時,n=0

1.起動問題(1)起動電流大(2)起動轉(zhuǎn)矩大起動時，起動轉(zhuǎn)矩為(10~20)TN,造成機械沖擊，使傳動機構(gòu)遭受損壞。一般Iast限制在(1.5~2.5)IN。T=KT

Ia

2.起動方法

3.注意事項(1)電樞串電阻起動法(2)降壓起動法：直流電動機在起動和工作時，勵磁電路一定要接通,不能讓它斷開,而且起動時要滿勵磁。否則，磁路中只有很少的剩磁，可能產(chǎn)生事故。在滿磁下將Rst置最大處，逐漸減小Rst使n升高。最大起動電壓Ust為(2)如果電動機在有載運行時斷開勵磁回路，反電動勢E立即減小而使電樞電流增大，同時由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不滿足負載的需要，電動機必將減速而停轉(zhuǎn)，更促使電樞電流增大，至燒毀電樞繞組和換向器。（

E

Ia

T>>

T0

n

飛車）勵磁電路一定要接通！否則：E=KEnT=KT

Ia(1)如果電動機是靜止的，勵磁電路未接通或未滿勵磁，則

為0或太小，轉(zhuǎn)矩為0或太小,電機將不能起動，則反電動勢為零，電樞電流很大，有被燒壞的危險。(3)如果電機在空載運行，可能造成飛車(轉(zhuǎn)速上升很大)，使電機遭受嚴重的機械損傷，而且因電樞電流過大而將繞組燒壞。8.4.2反轉(zhuǎn)例：串勵的單相手電鉆，利用勵磁電流和電樞電流兩者的方向同時改變時而轉(zhuǎn)向不變的原理，采用特別的串勵電動機，使手電鉆用單相交流電源或直流電源供電均可。電磁轉(zhuǎn)矩：T=KT

Ia

(1)改變勵磁電流的方向。

(2)改變電樞電流的方向。注意：改變轉(zhuǎn)動方向時，勵磁電流和電樞電流兩者的方向不能同時變。改變直流電機轉(zhuǎn)向的方法有兩種：8.5

并勵(他勵)電動機的調(diào)速并勵(他勵)電動機與異步電動機相比，雖然結(jié)構(gòu)復雜，價格高，維護也不方便，但在調(diào)速性能上有其獨特的優(yōu)點。

1.調(diào)速均勻平滑，可以無級調(diào)速(注：異步機改變極對數(shù)調(diào)速的方法叫有級調(diào)速)。

2.調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達200以上(調(diào)速比等于最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速之比）,因此機械變速所用的齒輪箱可大大簡化。主要優(yōu)點：由轉(zhuǎn)速公式:可見直流電機調(diào)速方法有三種?？梢姡涸赨一定的情況下，改變

可改變轉(zhuǎn)速n。8.5.1

改變磁通調(diào)速保持電樞電壓U不變，改變勵磁電流If(調(diào)Rf′)可以改變磁通

。Rf

If

n

一般只采用減少勵磁電流(減弱磁通)的方法調(diào)速,即

改變磁通調(diào)速的方法：減小磁通，n只能上調(diào)。改變

時的機械特性如圖。TLTn（

減?。㏑

f增加

O由轉(zhuǎn)速公式:(1)調(diào)速平滑，可得到無級調(diào)速；但只能向上調(diào)，受機械本身強度所限，n不能太高。(2)調(diào)速設(shè)備簡單，經(jīng)濟，電流小，便于控制。(3)機械特性較硬(T變化率小)，穩(wěn)定性較好。(4)對專門生產(chǎn)的調(diào)磁電動機,其調(diào)速幅度可達3~4,

例如530~2120r/min及310~1240r/min。

減小

調(diào)速的特點：(1)若調(diào)速后Ia

保持不變，電動機在高速運轉(zhuǎn)時其負載轉(zhuǎn)矩必須減小。(2)這種調(diào)速方法只適用于恒功率調(diào)速(如用于切削機床)。使用調(diào)磁調(diào)速時應注意：8.5.2

改變電壓調(diào)速由轉(zhuǎn)速公式知：調(diào)電壓U，n0變化，但斜率不變，所以調(diào)速特性是一組平行曲線。n0"n0'電壓降低Tc特性曲線n0nT0改變電壓調(diào)速的特點:(1)工作時電壓不允許超過UN，而n

U,所以調(diào)速只能向下調(diào)。(2)機械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性好。(3)均勻調(diào)節(jié)電樞電壓，可得到平滑無級調(diào)速。(4)調(diào)速幅度較大。調(diào)速過程:保持If

為額定,減小電樞電壓。

U

Ia

T

T

=TC穩(wěn)定n

E

Ia

T

改變電壓調(diào)速需要用電壓可以調(diào)節(jié)的專用設(shè)備，投資費用較高。近年來已普遍采用晶閘管整流電源對電動機進行調(diào)壓和調(diào)磁，以改變它的轉(zhuǎn)速。以他勵直流電動機為例例:

有一他勵電動機，已知U=220V,Ia=53.8A,n=1500r/min，Ra=0.7

。今將電樞電壓降低一半，而負載轉(zhuǎn)矩不變，問轉(zhuǎn)速降低多少？解:由T=KT

Ia可知，在保持負載轉(zhuǎn)矩和勵磁電流不變的條件下，電流也保持不變。電壓降低后的轉(zhuǎn)速n

對原來的轉(zhuǎn)速n之比為8.5.3

電樞回路串電阻調(diào)速電樞中串入電阻,使

n

、

n0不變，即電機的特性曲線變陡(斜率變大)，在相同力矩下,n

。特性曲線如圖。Rann0T

電樞回路串電阻調(diào)速需在電樞中串入專用電阻，電阻增大則轉(zhuǎn)速下降，因此n只能下調(diào)。特點：(1)設(shè)備簡單，操作方便。(2)機械特性軟，穩(wěn)定性差。(3)能量損耗大，只用于小型直流機。Ra

+

R電阻增大1.額定功率PN:

電機軸上輸出的機械功率。2.額定電壓UN:

額定工作情況下的電樞上加的直流電壓。（例：48V，110V，220V，440V）3.額定電流IN:

額定電壓下軸上輸出額定功率時的電流（并勵包括勵磁和電樞電流）。

三者關(guān)系：PN=UNIN

（

：效率）4.額定轉(zhuǎn)速nN:

在PN,UN,IN

時的轉(zhuǎn)速。直流電機的轉(zhuǎn)速一般在500r/min

以上。特殊的直流電機轉(zhuǎn)速可以做到很低（如每分鐘幾轉(zhuǎn)）或很高（每分鐘3000轉(zhuǎn)以上）。注意:調(diào)速時對于沒有調(diào)速要求的電機，最大轉(zhuǎn)速不能超過1.2nN

。

。直流電動機的額定值(3)恒功率負載（P一定時，T和n

成反比)，要選軟特性電機拖動。如：電氣機車等。直流電動機特性類型的選擇:(1)恒轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械(TL一定，和轉(zhuǎn)速無關(guān))要選硬特性的電動機，如：金屬加工、起重機械等。(2)通風機械負載，機械負載TL

和轉(zhuǎn)速n的平方成正比。這類機械也要選硬特性的電動機拖動。直流電機有四個出線端，電樞繞組、勵磁繞組各兩個，可通過標出的字符和繞組電阻的大小區(qū)別。8.5.4電動機的連接他勵(并勵)電機的勵磁繞組的阻值有幾百歐姆。串勵電機的勵磁繞組的阻值與電樞繞組的相當。（2）繞組的符號

(1)繞組的阻值范圍電樞繞組的阻值在零點幾歐姆到1~2歐姆。S1T1B1C1H1

BC1Q1S2T2B2C2H2

BC2Q2電樞繞組他勵繞組并勵繞組串勵繞組換向極繞組補償繞組起動繞組始端繞組名稱末端電動車時代石油可用40年、天然氣60年、煤炭160年，而且化石能源會排放大量空氣污染物與溫室氣體；核能則使用環(huán)境限制苛刻，必須提升能源使用效率并開發(fā)新能源，促進能源永續(xù)利用。傳統(tǒng)替代燃料汽車新能源汽車能源分類汽油、柴油天然氣、液化石油氣、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油混合動力、純電動、燃料電池、氫動力目前世界汽車保有量約8億輛，并以每年3000萬輛的速度遞增，預計到2020年全球汽車保有量將達到12億輛，主要增幅來自發(fā)展中國家。我國節(jié)能與新能源汽車前景展望國內(nèi)主要低速電動車生產(chǎn)廠商概況企業(yè)名稱產(chǎn)地生產(chǎn)車型年產(chǎn)能年銷量時風集團山東電動汽車、電動觀光車10萬5萬寶雅山東電動二輪車、電動四輪、電動沙灘車、電動高爾夫球車5萬0.5萬比德文山東電動自行車、電動轎車200余萬200余萬紅星車業(yè)山東農(nóng)用三輪、四輪、輕卡、電動轎車、收割機10萬5萬新日江蘇電動自行車、電動觀光車、電動垃圾車、電動物流車200余萬100余萬阿帕奇江蘇電動轎車、電動高爾夫車、電動老爺車、電動貨車0.6萬0.5萬雅迪江蘇電動自行車、電動三輪車、電動高爾夫球車、電動打錯車500余萬500余萬新宇宙河北電動汽車、電動轎車、電動貨車、電動巡邏車、電動叉車、電動觀光車0.2萬0.2萬益高浙江電動巡邏車、電動觀光車、電動工程車、電動環(huán)衛(wèi)車0.8萬0.7萬低速電動車未來發(fā)展方向1、中國電動汽車行業(yè)經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展，取得了較大成就。2、在電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈上有1000多家企業(yè)積極參與，產(chǎn)業(yè)鏈比較完善。3、2013預計達到3000萬輛電動自行車、100萬輛電動汽車的產(chǎn)銷量。4、電動汽車和專用汽車的結(jié)合，可以彌補各自的不足；在政策的驅(qū)動下，電動巡邏車、電動觀光車、電動環(huán)衛(wèi)車可以得到較快發(fā)展。5、低速電動專用汽車的發(fā)展道路會遵從示范宣傳、政府主導的批量需求、大批量生產(chǎn)、市場化運作四個階段。電動自行車中國電動自行車在力矩傳感和電路控制居于世界領(lǐng)先地位。電動自行車是具有電力驅(qū)動、腳踏驅(qū)動、電力和腳踏并用等功效的綠色環(huán)保交通工具。中國有大約有9000萬輛兩輪摩托車，以及1.5億輛電動自行車?？刂破骺刂萍帮@示原理圖MCU電機電池傳感器速度顯示電量顯示剎把三檔開關(guān)巡航開關(guān)助力開關(guān)加速開關(guān)轉(zhuǎn)把三檔顯示巡航顯示加速顯示助力顯示

霍爾傳感器

控制系統(tǒng)儀表顯示1.電機的種類與結(jié)構(gòu)：按電機的換向方式分為有刷電機和無刷電機；按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為有齒輪轂電機和無齒輪轂電機；按轉(zhuǎn)子形式分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子兩種。2.電機特點：電機是永磁直流電動機。永磁電動機省去了勵磁線圈工作時所消耗的能量，提高了電動機的電轉(zhuǎn)換效率，同時還可以降低行駛電流，延長續(xù)航里程。電動機的結(jié)構(gòu)與原理無刷電機無刷電機的特點：容量范圍大、電壓種類多、低頻轉(zhuǎn)矩大、轉(zhuǎn)速范圍大、轉(zhuǎn)速精度高、轉(zhuǎn)矩特性好、調(diào)速范圍大、效率高、過載能力強、制動特性好、啟動轉(zhuǎn)矩大、制動轉(zhuǎn)矩強、反饋裝置、體積小，便于安裝等。缺點：使用電子（霍爾）換向，增加成本，電路復雜；腳踏騎行時費力；易形成共振。直流無刷電機工作原理傳感器感知轉(zhuǎn)子位置，電子換向器打開和關(guān)閉相對應開關(guān)，通過特定的線圈通電使電動機運轉(zhuǎn)電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)電動高爾夫球車電動巡邏車電動觀光車電動微卡電動垃圾車電動工程車低速電動車：基本上是以鉛酸電池為動力，電機采用低成本的異步交流電機，控制系統(tǒng)也是低成本的，最高車速標定在40~70Km/h的電動汽車，實際上就是轎車外殼的電瓶車。低速電動車主要產(chǎn)品及介紹

電動汽車產(chǎn)品介紹：車載12v150Ah鉛酸免維護半膠體電池，5千瓦高效有刷電機，5門設(shè)計雙排座椅，經(jīng)濟環(huán)保。電動觀光車使用區(qū)域：旅游風景區(qū)、步行街、休閑度假村、療養(yǎng)院、大學校園、房產(chǎn)開發(fā)新區(qū)、體育場館、游樂場座位數(shù)量：

8座，10座，11座，14座，22座200多家企業(yè)在生產(chǎn)。電動送餐車使用區(qū)域：適合都市與工廠的送餐需求小巧、環(huán)保、經(jīng)濟、低噪音。電動巡邏車使用區(qū)域：景區(qū)、市區(qū)商業(yè)街座位數(shù)量：有2座，4座，6座配備警燈、后備箱、喊話器、外后視鏡使用區(qū)域：旅游風景區(qū)、步行街、休閑度假村、療養(yǎng)院、大學校園、房產(chǎn)開發(fā)新區(qū)、體育場館、游樂場座位數(shù)量：

8座，10座，11座，14座，22座200多家企業(yè)在生產(chǎn)。電動高爾夫球車使用區(qū)域：不僅用于高爾夫球場，還可以用于大型風景區(qū)、別墅區(qū)、度假村、步行街、校園、機場等場所。電動打獵車低速電動車主要產(chǎn)品及介紹

電動垃圾車使用區(qū)域：景區(qū)、市區(qū)商業(yè)街、工礦企業(yè)既環(huán)保、清潔、高效、低噪音，還減輕環(huán)衛(wèi)工人的勞動強度電動泔水運輸車使用區(qū)域：可傾倒240L標準垃圾桶，整個過程實現(xiàn)自動化，減少人力，操作簡單。良好的密封性保證了無污水泄露和異味的散發(fā)，方便運輸。清馨的外形，為餐飲回收增添高檔氣質(zhì)。電動掃地車使用區(qū)域：小巧實用的掃地車，適用于酒店大堂、火車站、汽車站低速電動車主要產(chǎn)品及介紹

使用區(qū)域：對于城市中的“牛皮癬”、小廣告的清除及道板、護欄的清洗有很好的效率、效果，與大型沖洗車相比，小巧而靈活、機動性強，既可以清洗道板、路崖的死角部位，又可以防止交通堵塞給城市帶來的壓力。電動高壓沖洗車電動微卡使用區(qū)域：家用、倉儲、造紙行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、物流儲備。電動升降車使用區(qū)域：具有造型輕便,無污染,無噪音,操作靈活,維護簡便等優(yōu)點，適用于城區(qū)大街小巷的各種小型運輸。低速電動車主要產(chǎn)品及介紹

電動叉車使用區(qū)域：廣泛應用于港口、車站、機場、貨場、超市、工廠車間、倉庫、流通中心和配送中心等電動物流車使用區(qū)域：廣泛應用于港口、車站、機場、貨場、超市、工廠車間、倉庫、流通中心和配送中心等。電動鏟車使用區(qū)域：適用于在狹窄場地作裝載和短距離動運轉(zhuǎn)泥沙、重汽車、拖拉機、農(nóng)用運輸車及建筑機（混砂機、攪拌機）配套使用。低速電動車主要產(chǎn)品及介紹

比亞迪雙模電動車F3DM利用220V民用充電即可，充電時間一般在4-6小時；也還可以進行快速充電，半個小時即可充到電池電量的80%，最高車速可以達到120Km/h，一次充電續(xù)駛里程可以達到120Km-150Km，每百公里耗電只有8千瓦時。寶馬MINI純電動車試駕Chevrolet雪佛蘭

VoltMuscleCar雪佛蘭Camaro

排量：6.2LFIAT菲亞特500MINIMINIE沒有怠速太安靜韓國現(xiàn)代公司推出的蓄電池電動跑車

美國洛杉磯車展法國文圖瑞（Venturi）公司推出，集各種高端性能于一身，當今世界上最昂貴的一款電動車。

通用Hy-wire

氫動三號由200塊相互串聯(lián)在一起的燃料電池塊組成的電池組產(chǎn)生電力，通過68升的氫氣儲存罐向燃料電池組提供氫氣。電池組所產(chǎn)生的電能輸入電動機后，通過功率為60千瓦/82馬力三相異步電機驅(qū)動車輛行駛，并幾乎不產(chǎn)生任何噪音。氫儲存罐分為兩種，一種罐內(nèi)儲存的是溫度為-253°C的液態(tài)氫，另一種罐內(nèi)儲存的是承受最高壓力可達700Pa的高壓氫氣。一次充氣行駛里程分別可達400公里和270公里。

通用Hy-wire氫動三號的電池組雪鐵龍C4柴油混合動力系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖

柴油混合動力系統(tǒng)

1-1.6升Hdi柴油發(fā)動機(最大輸出功率為66kW)2-柴油機微粒過濾器(DPF)3-”停車-啟動”系統(tǒng)4-電動機(額定功率為16kW)5-6速手自一體變速箱6-逆變器7-低壓電池8-動力傳輸管理單元9-高壓電纜10-高壓鎳氫充電電池(288V)柴油混合動力系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)成示意圖“雪鐵龍C4混合動力HDi”發(fā)動機室混合動力汽車工作原理混合動力電動汽車的動力系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、輔助動力系統(tǒng)和電池組等部分構(gòu)成。低速電動車與普通轎車比較類別價格能耗平均使用成本估算二氧化碳排放量能量補充方式低速電動車2~5萬元左右12KWh/100KM￥7.20/100KM

4kg/100KM

家庭便捷充電同級別普通轎車5萬以上6L/100KM

￥45.00/100KM9.4kg/100KM

加油站注：居民用電價格以￥0.60/KWh計算，汽油價格按照￥7.50/L計算。電動車的經(jīng)濟能耗僅為普通轎車的16%。經(jīng)濟性、環(huán)保性對比電動機的分類汽車常用電動機的結(jié)構(gòu)及原理直流電動機永磁同步電機交流三相感應電動機永磁無刷直流電動機開關(guān)磁阻電動機外轉(zhuǎn)子雙凸極永磁電動機集中電機與機械傳動裝置一體化設(shè)計豐田混合動力系統(tǒng)豐田混合動力系統(tǒng)本田混合動力系統(tǒng)福特混合動力系統(tǒng)通用混合動力系統(tǒng)奔馳S400混合動力大眾途銳混合動力

它的核心動力由一臺3.0升V6TSI機械增壓汽油發(fā)動機和一顆有鎳氫電池驅(qū)動的電動機構(gòu)成。其中汽油發(fā)動機的最大功率達到245千瓦，最大扭矩也達到了440牛米。電動機的最大功率則為38千瓦，最大扭矩為300牛米?；旌蟿恿δK：離合器+外殼+電動機寶馬混合動力商用車混合動力Volvo卡車混合動力MAN卡車混合動力達夫卡車混合動力奔馳卡車混合動力商用車混合動力三菱卡車混合動力2/5/2025奧爾森咨詢電機比較結(jié)果華南理工大學電機比較結(jié)果直流電動機現(xiàn)狀：基本上被淘汰缺點：但是直流電機效率低下,其換向器和電刷需要經(jīng)常性的周期維護,運行成本高,運用場合有很大的局限性,可靠性差。再加上該種電機成本高、體積大、質(zhì)量大,所以隨著高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)直流電機驅(qū)動已基本上被淘汰。永磁同步電機現(xiàn)狀：目前在小型電動車及混合動力車中應用較多的電機大型車中也有部分應用案例：豐田的Prius、福田BJ6123EVCA8優(yōu)點：因此永磁同步電動機具有高的功率/質(zhì)量比,比其他類型的電動機有更高的效率,更大的輸出轉(zhuǎn)矩,電動機的極限轉(zhuǎn)速和制動性能等優(yōu)于其他類型的電動機。結(jié)構(gòu)更加簡單,性能更加可靠、體積更小,質(zhì)量更輕。缺點：永磁同步電動機的功率范圍較小,最大功率僅為幾十千瓦。永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時,其導磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象,將嚴重降低永磁同步電動機的性能,甚至損壞電動機。大功率永磁同步電機驅(qū)動、控制系統(tǒng)復雜，造價較高。交流三相感應電動機現(xiàn)狀：在大型純電動汽車中應用較多、歐美小型純電動車中有一定應用案例：宇通公司ZK6100EGAAEV、申沃 SWB6121EV5、BWM的MINIE優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,經(jīng)久耐用。交流三相感應電動機的功率容量覆蓋面很寬廣,轉(zhuǎn)速高于永磁電機,冷卻自由度高,對環(huán)境的適應性好。價格便宜,維修簡單方便。缺點：耗電量較大,轉(zhuǎn)子容易發(fā)熱,在高速運轉(zhuǎn)時需保證對交流三相感應電動機的冷卻。功率因素較低,變頻變壓裝置的輸入功率因素也較低,需要采用大容量的變頻變壓裝置，另外就電機調(diào)速性能而言交流機較差。交流三相感應電動機控制系統(tǒng)的造價遠遠高于交流三相感應電動機本身,增加了電動汽車的成本。直流永磁無刷電動機現(xiàn)狀：在電動車中有一定應用。案例：如BWMEI優(yōu)點：沒有勵磁損耗、散熱容易，永磁無刷直流電動機沒有換向火花，沒有無線電干擾，壽命長，運行可靠，維修簡便。永磁無刷直流電動機與其它電動機系統(tǒng)相比具有更高的能量密度和更高的效率。缺點：驅(qū)動控制系統(tǒng)復雜,造價高。而且永磁電動機受到永磁材料工藝的影響和限制,使得永磁電動機的功率范圍較小，電動機本身價格較高，可靠地控制器價格也較高。開關(guān)磁阻電動機現(xiàn)狀：在國內(nèi)電動車市場有少量應用案例：華中科技大學的EQ7200HEV混合動力客車優(yōu)點：開關(guān)磁阻電動機是一種較新型電動機,首先它的結(jié)構(gòu)簡單而堅固,結(jié)構(gòu)上的簡單是其它任何電機所不能比的;能夠在惡劣環(huán)境下工作,幾乎不需要維護;功率范圍很寬廣,可達到的轉(zhuǎn)速高;轉(zhuǎn)子慣量小,系統(tǒng)動態(tài)響應快;電機轉(zhuǎn)矩與電流方向無關(guān),功率開關(guān)器件數(shù)量可以減少;起動轉(zhuǎn)矩高而無起動沖擊電流;理想的四象限運行特性非常適合于電動汽車驅(qū)動;轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性與電動汽車的運行特性相吻合;發(fā)熱集中在定子上,散熱能力強;效率可達85%～93%,而且在很寬廣的范圍內(nèi)保持高效率;電機控制方面也靈活簡單,電機制造成本也很低。開關(guān)磁阻電動機缺點：開關(guān)磁阻電動機的控制系統(tǒng)比其他電動機的控制系統(tǒng)復雜一些，位置檢測器是開關(guān)磁阻電動機的關(guān)鍵器件，其性能對開關(guān)磁阻電動機的控制操作有重要影響。存在轉(zhuǎn)矩波動，噪聲（主要）。另外，由于開關(guān)磁阻電動機輸出轉(zhuǎn)矩波動較大，功率變換器的直流電流波動也較大，所以在直流母線上需要裝置一個很大