自动不间断动力变速电动机介绍.docx

1、自动不间断动力变速电动机电动机分析：1、传统燃油汽车的心脏是内燃机，那么电动汽车的心脏就是电动机。电动车发展至今所越到的技术瓶颈就是在主燃料电池上遇到了重重阻碍。电池在充电的过程中无法像传统内燃机汽车加油时一样迅速，并且电池的寿命是有限的。既然如此我们就试着从另一个方面来解决电动汽车电池无法实现大容量快速充电的问题。在电池问题没有解决之前，来完善电动机。电池和电动机是相互的，电池的电能驱动着电动机，电动机依赖着电池的电能进行各种路况的作业。在这里电动机才是关键，因为电动机所输出的扭矩和产生的电流，电池会毫无怨言的接受这一切。当电动机过载的时候，电流就会倍增，从而产生深度放电。电池最怕的也就是深

2、度放电，由于深度放电，电池的寿命便会大大折扣，在电池问题未解决前，电动机也就成为了关键。2、从技术上讲，电动机的三大部件为：转子、定子及线圈。在这里定子是由铁芯及线圈来组成的。电动机又分为高速电动机与低速电动机两大类型。高速电动机转速一般在每分种 3000 转以上，这样高的转速，是无法直接驱动车轮的，所以需要通过传动机构降低转速到驱动车轮所需要的转速；高速电动机的优势是电动机高效率范围广，起步和爬坡时特别有力；低速电动机则是直接驱动的，没有齿轮或者链条减速机构；高速电动机的优势是电动机高效率范围广，起步和爬坡时特别有力高速行驶时速度更快。低速电动机相对高速电动机，高效率范围比较窄，行驶电流较大

3、，尤其是在起步和爬坡的时候，电流要求很高。在实际测试中发现，限流 22A 电流的高速电动机，爬坡能力可超过 30A 限流的低速电动机。电动机的故障率来源与霍尔、碳刷、线圈、磁钢。其中无刷电动机的故障率 90%来自与电动机的霍尔；有刷电动机的故障率 90%来自于碳刷；磁钢和线圈的故障率是 10%，关于磁钢的损坏，高温消磁，只有在高温的情况下磁钢才会退磁。线圈的损坏一般是由于电动机本身超负荷运行，产生大电流或者是由于人为损坏。磁钢高温也只可能是因为电动机本身超负荷运行才会产生高温。3、在高速电动机与低速电动机之间，现低速电动机已经被广泛运用。由于高速电动机必需要通过传动机构降低转速到驱动车轮所需要

4、的转速，所以并未被广泛运用，对大多数厂家而言，也算是一个技术瓶颈，降低电动机转速的话车辆就只可以在低速行驶，所带来的是大扭矩，损失的是无法进行高速行驶；如果不进行降低电动机转速，电动机便很难起步，无法进行载重。高速电动机的高效率范围广，若想采用高速电动机必须得依靠一套减速换挡来改变速比传动机构来改变电动机的转速，这套减速传动机构要自动的改变电动机传动速比，适时的输出动力。这种传动机构运用在高速电动机上与电动机结合，被称之为换挡电机。现有自动换挡变速器：1、当今世界自动变速技术 3 个重要的研究方向分别是：机械式液力变速器；无级变速器；机械式自动变速器；机械式自动变速器以其传动效率高、成本低和易

5、于制造等优点在自动变速器家族中占有重要的位置。它是在传统固定轴式变速器和执行机构的基础上，应用电子技术和自动变速理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通过液压或电动执行系统控制离合器的分离与接合、选换档操作以及发动机油门的调节，来实现起步、换档的自动操纵。其中变速器换档规律是车辆自动变速的核心，直接影响车辆的动力性和经济性。2、自动变速技术的三个重要研究方向现均已在西欧和美国实现了商品化。在我国，机械式液力自动变速器开发应用较早，已分别在轿车和重型汽车上得到了应用。因机械式液力自动变速器由液力变矩器和行星齿轮变速器组成，而液力变矩器效率较低，行星齿轮变速器结构复杂，故制造工艺要求较高，成本较大

6、。且很多车型上装备的是国外技术的液力机械变速器，还面临着国产化的重要课题。无级变速器省油、操纵方便、驾驶舒适，能最大限度地发挥发动机动力性和经济性，具有有级式变速器无法比拟的优点。但国内 CVT 技术尚处于研究开发阶段，其商品化时机还不成熟。机械自动变速器则充分利用计算机及控制技术，将传统的机械变速器加以改造，在原有固定轴式齿轮变速器的基础上，把选、换档和离合器及发动机油门的操纵控制自动化。这样，它不仅保留了传统齿轮变速器效率高、成本低、易于制造的优点，而且还具备其它自动变速器所具有的功能，操纵方便。缺点，对齿轮强度要求高。换挡冲击力不好控制。3、目前在国内现有市场，运用在电动汽车上的换挡电动

7、机有通过控制器改变电流，电动机进行换挡的，也有手动改变电机输比进行换挡的但是由于种种原因，这些电动机都未能够像低速电动机一样被广泛运用。自动换挡变速电动机本公司自行研发的一种自动变速机构，拥有自主知识产权，开发出一种永磁无刷无霍尔自动可变输比电动机。这种电动机通过车辆目前行驶状况来自动改变电动机的输比，实现电动机低速起步时小电流、大扭矩；高速行驶的过程中低噪音，在同等的条件下，速度都高于不通过改变输比的任何一种电动机且电流较小。自动可变输比电动机简化了操作，对驾驶技术要求降低，提高行车安全性；生产制造继承性好、结构合理，可靠性高、制造容易、维护维修成本低、经济环保、生产成本低（由于现在电动车电

8、机的稀土不断涨价） ，合理的换挡点使电动机传动效率高、经济性、适用性得到提高。 轮毂自动换挡电动机能使电动车起步实现大扭矩、换挡时增减挡平稳，在行驶中能实现自动换挡，起步扭矩大，高速行驶时优于现有电动车。由于实现适时增、减挡，以满足电动车不同道路、不同行驶状况、不同功率情况下的行驶要求。市场前景：1、我国山区面积广大，山地占 33%为多，高原 26%，盆地 19%，丘陵 10%，平原仅占总面积 12%，山区即包括山地、丘陵、崎岖高原部分，占全国总面积的三分之二。电动车发展至现在，人们还从未像今天这样关注电动车的爬坡能力。更有甚至把爬坡能力的大小作为衡量电动车性能的最重要指标，整车厂把爬坡能力强

9、作为卖点，消费者把它作为选购电动车的依据。现有电动机为加强爬坡能力，付出了续航里程缩短到只有 1/3-1/5 的代价，及其带来电池电动机寿命缩短 2/3 的严重后果。并且现有电动车电动机爬坡性能极差，不太适合山地或丘陵地带的消费者，仅适用与平原地区的大中城市、郊区及农村的消费者。现有电动机一般仅适用与 5以下缓坡，较大坡道则以牺牲车辆电动机电池性能与使用寿命为代价，且续航里程极短，甚至对较大坡道完全无能为力，拱手将大至全国总市场的多半奉送给摩托车。现在城市中的各种高架分流道、地下分流隧道越来越多， “爬上爬下”的要求日渐增多，不能爬坡的电动车必将遭到市场的抛弃。虽然现有电动车有的是人工换档变速

10、箱，但是换挡时需要踩下离合器，此时动力就被剪断了。2、本公司自行研发的一种自动变速机构，可以在不间断动力的情况下进行自动改变传动输比，从而节省了能耗。另外，在爬坡、加速、起步时，现有电动车完全依赖电池大电流供电，迫使电动机堵转甚至停止转动，缩短了电动机、蓄电池等重要部件的寿命。而这种自适应变速器则可以通过感知转速、行驶阻力、道路吸附力的变化等关联参数，控制电动机处于恰当扭矩，从而将车轮转速控制在最佳范围，因此减小了电能消耗，也提高了车辆的牵引性能。因为没有深度大电流放电便延长了电池的寿命、增加了续驶里程；延长电动机寿命 50%、减少废气排放、最主要是没有深度大电流放电有效的保护了电池。可以爬较

11、大坡道。完全可以在山区行驶，从而节约使用成本和增加可靠性。现有轮毂电动机分析：1、现有电动车轮毂电动机，一般都是由线圈、转子、定子、霍尔、主轴、电动机外壳组成。经过多年的实际使用情况下来，轮毂电动机具有低噪音、无污染、使用方便等优势。传统的轮毂电动机为固有输比，无变速、永磁无刷有霍尔电动机。由于电动机是固有输比，使用具有局限性，只适合在平原地区使用，面对较大坡道完全无能为力。然而面对科技飞速发展的今天，由于城市高架、自家地下室的普遍性，电动车存放位置从 1 楼的车库变换到地下室；以前的平原地区现如今也出现了少数的坡道，城市立交一般都是 8的缓坡，传统的轮毂电动机勉勉强强在一个人行驶的情况下还是

12、能够通过的。在通过的过程中，电动机会自动过载，大电流输出，而这所要付出的代价就是缩短电动机、电池及控制器的使用寿命；面对地下室，即使电动机过载也无能为力。有霍尔电动机在过载的过程中及容易对霍尔照成伤害，如果霍尔损坏电动机就不能正常运转，霍尔的开路和短路是电动机的主要原因，要占电动机故障率的 90%左右。2、为爬角度较大的坡，需要大电流产生大转矩，这将会引起以下严重后果：1）大电流将对蓄电池产生冲击，影响其循环寿命，严重者电池使用1-2 个月后性能已大大下降，达不到使用要求。这表面看来似乎是电池的问题，但其根源在电动机和控制器。目前这一现象已在业界出现，务必引起注意；2）大电流对控制器的要求提高

13、，若不增加功率管的电流裕量，则控制器易被烧坏，造成故障，降低了可靠性，若增加电流裕量，控制器成本增加；3）减小了充电一次续驶里程；4）电动机内损耗增加，易引起永磁体的热退磁和电流冲击退磁，进而使电动机的工作效率降低，更耗电。电动机技术性分析：1、 “无霍尔”也许霍尔对于大部分消费者来说都不是很熟悉，但是对于电动车厂家来说这可是个敏感词，一般电动机得损坏坏，烧线圈的可能性很小，大部分都是脱磁、霍尔烧了；一旦线圈坏了，电动机就报废了，脱磁还可以继续冲磁，霍尔坏了换个霍尔就行；在这几种故障中，据统计，电动机损坏 90%都的故障率都是来自于霍尔，由此可见，霍尔的故障率是最高的，其余的占 10%。无霍尔

14、这个技术早就有了，可是未能够被广泛应用，因为遇到了一些技术上的问题，控制器是一方面，电动机也是，能够解决的很少。由于没有了霍尔，控制器就很难判断电动机该是正转还是反转，在实践中，起步的时候电动车不知道该朝哪走，甚至在原地不动。永磁无刷无霍尔自动可变输比电动机就解决了这一点，去除了霍尔，电动机的可靠性就提升了2、 “过载”一般电动机都有一个因定的运行功率，称之为额定功率，单位为瓦特（W） ，如果在某种情况下使电动机的实际使用功率超过电动机的额定功率，则称这种现象为电动机过载。3、当电动机过载，电动机就会超过实际功率而应对一些突发事故，如电动车原载重为 500kg，现载重 800kg，电动机的额定

15、功率对以前的 500kg 载重绰绰有余，虽然现在载重 800kg 电动机也能够运行，只是运行起来没有以前载重 500Kg 那么灵活，而且续航里程也短了很多。这个时候电动机就过载了，超过了它原先的额定功率，所带来的只是短暂的大功率，从而失去的是电池、电动机、控制器的使用寿命。因为电动机过载了以后电流必定增加，电池原先是 80Ah的，这一过载电流超过了 80A 电池寿命就大打折扣。电动机的霍尔也很容易损坏，过载严重的情况下电动机也会脱磁。所以说，广大消费者一致认为一旦电动车续航里程短了，就是电池坏了，买电动车的时候也是按照电池容量大的优先，因为那样电动车的续航里程就远了。其实真正取决与电动车的是电

16、动机，电动机放电量小，电池就不那么容易损坏，而且续航里程也更久远。4、自动可变输比无刷无霍尔电动机，通过感知电动机目前的使用状况，爬坡、起步、加速、载重的情况，自动改变输比，当低速爬坡、起步、载重的情况下就自动切换到输比较大的那一级齿轮，使电动机正常工作。在这一过程中，改变的只是机械结构，利用降速增扭原理做到了电动机转速没必要达到那么高的情况下就能够释放出大扭矩，不需要电动机过载。此时对电池就没有伤害。由于改变着电动机输比，低速载重的时候电动机所释放的电流就好像电动机加负载空转时的电流一样。当电动车高速行驶时，大家都知道，如果不改变输比的情况下，电动机是无法驱动车轮进行高速行驶的。就在此时，电

17、动机会自动判断，现在需要高速行驶了，自动把输比切换到较小的那一级上。自动可变速比，真正的做到了小电流大扭矩起步，高速行驶的时候仍然保持着低电流。自动切换速比，当电动机感知到过载的时候，想不切换到输比较大的那一级上都不行，当电动机感知到高速行驶的时候也是一样。这样以来电动机时刻保持在高效率区，没有过载，没有了深度放电，电池、电动机、控制器的寿命也就延长了。没有了过载，电动机就不会脱磁，不脱磁，电动机的可靠性就提升了。自动可变输比无刷无霍尔电动机技术原理简介1通过机械换档展宽了扭力输出的大范围需求；2通过了多档输比增速展宽了回馈发电充电范围；3由于路况固有特性使放电充电交替进行从而实现了电瓶最佳实

18、用工况达到了长寿运行；4. 节约能量，动力损失小。动力不间断无冲击柔性自动换挡；技术优势：1、减小整车重量和空间，大大降低整车成本：通过去除传统电动车上的机械部件，自动可变输比无刷无霍尔电动机极大地简化了设计流程，由于自动可变速无刷无霍尔电动机驱动的车辆不再需要变速箱、传动轴、差速器，并让车辆变得更轻、更节能，因此，车辆可以实现更长续驶里程； 2、无霍尔电动机：由于本车轮是靠齿轮传递动力又加上动力传动缓冲器所以正好弥补了无刷电动机无霍尔起步的相位零界点，所以实现了无霍尔启动；3、防止电动机池大电流放电电动机过载：需要高速行驶时，自动把输比切换到较小的那一级上，自动可变输比，真正的做到了小电流大扭矩起步，高速行驶的时候仍然保持着低电流，自动切换输比，当电动机感知到过载的时候，自动切换到输比较大的那一级，这样一来电动机时刻保持在高效率区，没有过载，没有了深度放电，电池、电动机、控制器的寿命也就延长了，没有了过载，电动机就不会脱磁，不脱磁，电动机的可靠性就提升了；4、节约能量：车轮的质量越大所需的转动能量就越大，因为普通的轮毂都是转动的永磁体和铁芯，质量大耗能也大，本发明用的高速电动机转子的重量只有相同功率传统电动机的五分之一，所以节能，