新能源汽车电机技术与应用课后答案_新能源汽车电机技术与应用

1.新能源汽车核心技术解读

2.新能源汽车对电机的要求有哪些

3.新能源汽车技术学些什么

4.新能源汽车技术专业要学哪些课程

5.新能源汽车驱动电机的基本知识

新能源汽车三大核心技术

大家都知道传统的燃油车有着三大件，分别是发动机、底盘、变速箱，而市场的“新血液”新能源汽车同样有着三大件。不过与其说它是三大件还不如说是目前新能源的三大核心技术，它和燃油车的三大件不同，分别是：电机、电池、电控系统。

电机

如果有稍微了解新能源汽车的朋友应该对电机是比较熟悉的，其实它可以相当于我们燃油车上的发动机，它是我们汽车前进的动力来源。并且它除了为我们汽车提供前进的动力以外，还可以像发电机一般为我们的汽车将车辆前行的动能转化为电能逆向的储存会电池组中，也就是新能源车最常见的“动能回收”。

电池

电池同样很好理解，其实它的作用就相当于传统燃油车的油箱，同样是为汽车储存能量的装置，但是新能源车的电池组相比传统燃油车的油箱在重量上已经超过许多。并且电池组没有传统油箱那么好“照顾”，新能源汽车的电池组一直都是被人广为诟病的地方，它需要保持有效率的工作同时也需要保证好自身的使用寿命，所以这就要看每家车企对电池组的技术手段了。

电控系统

电控系统有人会将其当做传统燃油车上的ECU，其实这种说法是不完全正确的。在新能源汽车上电控系统起到一个“管家”的作用，它结合了传统燃油车ECU上绝大部分的功能。几乎整个车辆的电子控制系统都是由电控系统来管理，所以在新能源汽车上电控系统起着一个十分重要的作用。

目前国内新能源汽车的势头可谓是相当的猛，同时国内的消费者也开始慢慢的接受新能源汽车的出现。但是抛开新能源车的优点不说，像电机、电池、电控系统的三大技术才应该是各家车企应该时刻思考的问题。只要保证了这三大技术的稳定可靠，那新能源汽车其实超越传统燃油车的时间将会越来越短。

新能源汽车核心技术解读

新能源汽车技术专业

学什么？

很多人可能都知道新能源汽车技术这个专业，但不知道这个专业具体学的是什么，通过了解，知道了这个专业主要学习新能源汽车概论、新能源汽车电力电子技术、汽车电子控制原理与技术应用、汽车电器与电子系统技术及检修、新能源汽车底盘技术及检修、动力电池及管理系统、驱动电机及控制技术、新能源汽车综合性能检测、新能源汽车综合故障诊断等课程，该专业培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，较强的就业能力和可持续发展的能力；掌握本专业知识和技能，面向新能源汽车整车及关键零部件生产及售后技术服务行业，能够从事新能源汽车整车及关键零部件性能检测、质量检测、技术开发（助理）、技术应用以及售后服务等工作的复合式创新型高素质技术技能人才。

就业前景

当前，我国正在贯彻“节约型，环境友好型”的发展战略，国家对新能源汽车实施重点扶持政策。目前国家财政扶持节能减排，促进了新能源产业加速发展，并且已成为新一轮汽度车促销的亮点。随着油价不断攀升，能源与环保问题日益突出，新能源汽车无疑会成为未来汽车的发展方向。因此，新能源汽车技术知专业所培养的人才定然是未来的稀缺人才。

新能源汽车对电机的要求有哪些

新能源汽车的核心一定不是体现在自动驾驶、智能座舱、内饰屏幕，真正体验车企造车技术的是三电系统——“三电”（电池、电控、电驱动）。

一、电池

现阶段电池仍旧是新能源汽车整车成本占比最高的一项大约在40%左右。

动力电池在新能源汽车上一般又称为动力蓄电池，是指为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池，主要用于接受和存储由外置充电装置和制动能量回收装置提供的电能，并通过高压配电系统为驱动电机、电动空调压缩机、PTC 加热器等高压用电设备提供电能。?关乎到汽车的续航里程及行车安全等等诸多方面。电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。

正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、锰酸锂以及镍氢电池等。

先来了解下影响电池使用性能的几个主要参数：

正极材料的稳定性：直接影响到电池的安全性能，乃至整车的安全性能，这也就不难解释某某品牌的电池自燃现象了。

能量密度：电池的能量密度分为质量能量密度和体积能量密度。质量能量密度是指电池单位质量所能输出的电能。体积能量密度是指电池单位体积所能输出的电能。很显然能量密度越大，同样体积或质量的电池能够携带的电能就越多，也就是说续航里程就越大。另外还有一个功率密度，衡量的是电池的瞬间放电能力，功率密度越大，放电能力越强，车辆的瞬间加速能力越好。

所以能量密度不够高也是目前阻碍新能源汽车发展的一个很大原因。

目前市面上常见车型电池类型选用情况：

通过车企对动力蓄电池的选择也可以间接反应出各车企的追求目标和发展思路，有些更加注重续航里程，有更好的续航体验；有些车企更加注重行车安全，更加注重安全第一的理念。

目前市场主要是磷酸铁锂与三元锂之争，其他已经基本被乘用车淘汰。

二、电机

驱动电机是电动汽车驱动装置的核心部件，应用于各种电动汽车上。驱动电机的性能直接影响到整车性能。

电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。它承担了与新能源汽车行驶相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转，正转即为向前行驶，反转即为倒车。并且还要有很广的调速范围，在能量回收工况时可充当发电机来用。

目前常用的驱动电机有三类：直流电机、永磁同步电机、交流感应（异步电机）电机。

其性能差异对比如下图：

直流电机

直流电机应用非常广泛，上图这种相比大家都不陌生吧

缺点在于：效率低、质量大、体积大、可靠性差。新一代电动汽车已经淘汰该电机

感应电机

感应电机和永磁结构是相似的，本质都是通过电磁感应原理产生电流。它们最主要的差别就在于转子，一个有磁，使用永磁材料，一个没有磁，通常使用铝或铜材料。

感应电机抗高温性能强，环境适应性更加佳，感应电机虽然最高效率小于永磁电机，但是平均效率表现得更好。不过缺点在于感应电机不容易控制，在研发成本上是增加的，不过在原材料成本上要小于永磁电机。

永磁电机

永磁电机转子的磁场是由永磁体产色的，避免了因生磁导致的电能损耗，而且尺寸和质量偏小，布置相对灵活。

缺点有高温退磁风险（考验电机散热能力），空载损耗略高。

不过现在的一些4驱或者双电机性能取向的车型，会用两者搭配的方式。因为四驱的电动车架构下当不需要那么高的性能时可以仅让一个电机工作但永磁同步电机由于存在永磁体空载时会产生反拖滞阻碍车辆行进异步电机没有永磁体空载时没有反拖滞，所以永磁同步电机空载损耗会高于异步电机。

因此四驱的动力要实现近两驱的能耗就需要“同异”搭配，效率最大化。

电动车极限的动力输出日常使用频率较低在日常行驶低负荷工况下以永磁同步电机驱动为主处于随动的状态，实现近两驱的能耗。在加速工况下双电机最大输出实现四驱的动力，可以给整车带来更好性能体验和综合能耗。

机械传动装置：

机械传动装置是将电机输出机械能传递给车轮的装置。因为电机一般都具有较好的调速性能，现在的机械传动装置一般都是固定速比的减速机构，不再需要变速器，没有什么技术难度，不做太多介绍。（下阶段的2/3挡电动车专用变速箱其实也取决于车企想不想做和划不划算做而已）

目前电机和机械传动装置基本是机电集成一体化的，可以做到传动效率更高，可靠性更好，质量更轻，体积更小。

三、电控

电控部分基本相当于车辆的神经中枢，相当于人类的大脑，起着控制整车运行的作用。

新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机(变速箱)功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。同时，电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，具有大变速范围；混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。

电控方面，对于一般的主机厂来说，真正掌握的只有整车控制器，新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大，它的成熟度也比较高。

此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求：

1、驱动电机要有更高的能量密度，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；

2、驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；

3、电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。

电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环，其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。

目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT 芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的整车企业和零部件企业仍是少数!

最后，国内绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术，对三电零部件技术却仍是处于落后的阶段，毕术不是一蹴而就的。而合资品牌方面，没有电芯是它们唯一的软肋，他们更多的通过自己设计电池组与电池管理系统，进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。

未来随着新能源汽车技术的不断进步，技术瓶颈将逐个被突破，那时的新能源汽车的续航问题，安全问题，充电问题，成本问题都不会再成为车主朋友和车企关心的问题，届时的新能源汽车也会变得更加成熟，市场占比更加广泛。

新能源汽车技术学些什么

电动汽车电机的基本要求有以下几点：

(1)电机结构紧凑、尺寸小，封装尺寸有限，必须根据具体产品进行特殊设计。

(2)重量轻，以减轻车辆的整体重量。应尽量用铝合金外壳，同时转速要高，以减轻整车的质量，增加电机与车体的适配性，扩大车体可利用空间，从而提高乘坐的舒适性。

(3)可靠性高、失效模式可控，以保证乘车者的安全。

(4)提供精确的力矩控制，动态性能较好。

(5)效率高，功率密度较高。要保证在较宽的转速和转矩范围内都有很高的效率，以降低功率损耗，提高一次充电的续驶里程。

(6)成本低，以降低车辆生产的整体费用。

(7)调速范围宽。应包括恒转矩区和恒功率区，低速运行输出的恒定转矩大，以满足汽车快速启动、加速、负荷爬坡等要求；高速运行输出恒定功率，有较大的调速范围，以满足平坦的路面、超车等高速行驶的要求。

(8)瞬时功率大，过载能力强。要保证汽车具有4~5倍的过载能力，以满足短时内加速行驶与最大爬坡的要求。

(9)环境适应性好。要适应汽车本身行驶的不同区域环境，即使在较恶劣的环境中也能够正常工作，具有良好的耐高温、耐潮湿性能。

(10)制动再生效率高。在汽车减速时，能够实现反馈制动，将能量回收并反馈回电池，使得电动汽车具有最佳能量利用率。

(11)其他。结构简单，价格低廉，适合大批量生产，运行时噪声低，使用维修方便。

(12)与一般工业用电机不同，用于汽车的驱动电机应具有调速范围宽、起动转矩大、后备功率高、效率高的特性，此外，还要求可靠性高、耐高温及耐潮、结构简单、成本低、维护简单、适合大规模生产等。未来我国电动汽车用驱动电机系统将朝着永磁化、数字化和集成化方向发展。

合利士主要从事智能制造装备的研发、生产及销售，为新能源汽车的电驱、电控、电装以及精密电子等行业提供高端装备、智慧化工厂解决方案。

新能源汽车技术专业要学哪些课程

新能源汽车技术主要学汽车电工电子技术、计算机应用基础、汽车构造与维修、汽车电气与车载网络、汽车电子控制技术、动力电池及管理技术，驱动电机及控制技术。

课程体系：

《电动汽车原理与检修》、《动力电池与驱动电机》、《汽车新能源与节能技术》、《汽车底盘构造与检修》、《汽车电气设备构造与维修》、《汽车使用性能与检测》、《汽车车身电控技术》、《汽车保险与理赔》。

就业方向：

新能源汽车的售后技术咨询、维护保养与修理、电子电气及机械系统的故障诊断与排除等。

核心技术：

电池技术、电机技术、控制技术、充电技术和车载电子技术是新能源汽车的五个核心技术，它们相互关联、相互促进，共同推动了新能源汽车技术的不断创新和发展。

发展趋势：

1、高能量密度电池

高能量密度电池具有更高的能量储存密度，能够提高电池的续航能力。锂离子电池和固态电池是两个目前最有希望实现高能量密度的电池技术。

2、快速充电技术

快速充电技术可以减少电池充电时间，提高电池的使用效率和可靠性。目前有许多快速充电技术正在研究和开发中，如快速充电器和无线充电技术等。

3、车联网技术

车联网技术可以将车辆、电池和能源管理系统进行智能互联，实现信息的共享和优化，提高电动汽车的能源利用效率和运行效率。

4、智能能源系统

将电动车辆与智能能源系统集成可以实现车辆与电网之间的互动和共享，这样可以提高电能利用效率和降低成本。

5、轻量化材料

电动汽车需要搭载更多的电池，而电池本身又比燃油发动机更重。因此，轻量化材料的使用可以减轻车辆的总重量，提高电池的续航能力和性能。

新能源汽车驱动电机的基本知识

新能源汽车概论、新能源汽车电力电子技术、汽车电子控制原理与技术应用、汽车电器与电子系统技术及检修、新能源汽车底盘技术及检修、动力电池及管理系统、驱动电机及控制技术、新能源汽车综合性能检测、新能源汽车综合故障诊断等。

什么是新能源汽车技术

新能源汽车技术主要研究新能源汽车电工电子技术、新能源汽车底盘技术、驱动电机及控制技术等方面的基础知识和技能，在新能源汽车技术领域进行新能源汽车结构、电子控制技术和充电运行及维护等。新能源汽车可分为如下几类：纯电动汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车、增程式混合动力汽车、燃料电池汽车。

新能源汽车技术学什么

《电动汽车原理与检修》、《动力电池与驱动电机》、《汽车新能源与节能技术》、《汽车底盘构造与检修》、《汽车电气设备构造与维修》、《汽车使用性能与检测》、《汽车车身电控技术》、《汽车保险与理赔》、《电工电子技术》、《新能源汽车技术》

新能源汽车技术就业方向是什么

汽车维修类企业：新能源汽车的售后技术咨询、维护保养与修理、电子电气及机械系统的故障诊断与排除等。

新能源汽车技术专业详细介绍

基本修业年限三年

职业面向

面向新能源汽车整车制造等行业的整车制造人员、工程技术人员、维修技术服务人员等职业。

培养目标定位

本专业培养德智体美劳全面发展，掌握扎实的科学文化基础和新能源汽车动力蓄电池、驱动电机及电控系统的结构和工作原理，新能源汽车整车电源管理和网络架构、故障诊断策略及相关法律法规等知识，具备新能源汽车整车及关键零部件的装配调试、性能检测、样品试制试验等能力，具有工匠精神和信息素养，能够从事新能源汽车整车及其关键零部件装调、质量检验、生产现场管理、样品试制试验和新能源汽车维修与服务等工作的高素质技术技能人才。

主要专业能力要求

1.具有新能源汽车整车及关键零部件装调的能力；

2.具有新能源汽车整车及关键零部件生产过程中的质量检验和性能检测的能力；

3.具有一定的新能源汽车整车及关键零部件生产的工艺编制、现场管理的能力；

4.具有一定的新能源汽车整车及关键零部件样品试制试验的能力；

5.具有新能源汽车检测与维修的能力；

6.具有一定的二手车交易评估的能力；

7.具有新能源汽车制造领域相关数字技术和信息技术的应用能力；

8.具有绿色生产、环境保护、安全防护、质量管理等的相关意识；

9.具有探究学习、终身学习和可持续发展的能力。

主要专业课程与实习实训

专业基础课程：汽车文化、汽车智能制造概论、汽车机械基础、汽车机械制图、新能源汽车构造、新能源汽车电力电子技术、C语言程序设计基础、新能源汽车专业英语。

专业核心课程：新能源汽车底盘技术、新能源汽车电气技术、新能源汽车动力蓄电池及管理技术、新能源汽车驱动电机及控制技术、新能源汽车整车控制技术、汽车制造工艺技术、新能源汽车试验技术、新能源汽车故障诊断技术。

实习实训：对接真实职业场景或工作情境

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，可以减轻驾驶人的操作强度，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。