一、电驱动系统组成
电驱动系统由驱动电机、电机控制器和减速器三个部分组成(图1、图2)。在车辆行驶过程中,驱动电机通过来自动力
蓄电池的电能产生驱动力,并在减速过程中将车辆动能产生的电能为动力
蓄电池充电。驱动电机具有电动和发电功能。驱动电机和减速器通过转子轴的花键结构连接。
减速器总成由左右箱体和两级齿轮副及差速器机构组成;驱动时,将电机输出转速扭矩,降速增扭后传递到驱动轴以驱动整车运动;发电时,将整车传递到驱动轴的转速扭矩,增速降扭后传递到电机发电;实现整车转弯时的差速功能。
电机控制器在驱动时,将高压直流电通过IGBT功率模块,转换成三相交流电,驱动电机输出动力给减速器;发电时,将电机线圈端产生的三相交流电通过IGBT模块,转变成高压直流电,给电池充电。
二、驱动电机功能
驱动电机具有两个功能:一是将动力
蓄电池的电能转换为驱动力;二是通过驱动轮的再生制动产生电能,将车辆的动能转换为电能为动力
蓄电池充电。
1.行驶时(图3)
(1)通过打开/关闭功率晶体管,交流电被发送到驱动电机的定子线圈。
(2)通过将6个功率晶体管的输入切换到驱动电机,可以切换各相线圈的磁力方向,并在驱动电机中产生旋转磁场。
(3)转子随着转子磁体,根据旋转磁场的方向吸引/排斥而旋转。
2.再生制动时(图4)
(1)在减速期间,从驱动轮传递来的驱动力使转子线圈旋转,当永磁体改变转子线圈周围的磁通量时,会发生
电磁感应作用,从而在定子线圈中产生交流电动势,在定子线圈中产生电流。
(2)来自定子线圈的交流电动势输入到逆变器,并通过三相波整流将其转换为直流电。
(3)逆变器将交流电转换为直流电,从而为动力
蓄电池充电。
三、驱动电机结构
1.定子
驱动电机定子组件会产生磁场,从而在驱动过程中旋转转子线圈。定子组件由定子铁芯和定子线圈组成。定子组件采用矩形导线分布绕组。通过采用矩形导线分布绕组,可以流过大量电流。从而可以实现高转矩,定子线圈及其横截面如图5所示。
定子组件在再生制动期间通过旋转转子线圈来产生电流。在驱动过程中,电流流过定子线圈,从而产生旋转磁场。在再生制动期间,随着磁通量在转子线圈周围的变化,
电磁感应作用会产生电流。如图6所示,定子线圈具有U相,V相和W相的三相构造,并且采用星形连接来连接线圈。
驱动电机旋转时,由于转矩波动而产生噪音和振动。为了减小转矩波动范围,定子采用了纹波减小结构。如图7所示,纹
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