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    電動汽車電機

    • 瀏覽次數(shù):15485次
    • 發(fā)布時間:2014/2/4 10:06:16
    • 作者:AnyWay中國

    電動汽車電機概述

      電動汽車利用電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能來實現(xiàn)驅(qū)動,電動汽車電機是電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主要部件之一。電動汽車電機的種類多、用途廣、功率覆蓋面大。車輛行駛的路面工況較復(fù)雜,電動汽車電動機的特性必須要適應(yīng)各種復(fù)雜工況的要求。

      不同類型的的電動汽車電機,其控制理論不同,電動汽車控制器也不相同。

    純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)簡圖
    圖1 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)簡圖

    電動汽車電機性能要求

      1、電動汽車電機應(yīng)該具備較大的起動轉(zhuǎn)矩、良好的啟動性能和良好的加速性能來滿足電動汽車的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求;

      2、電動汽車電機應(yīng)該具備較寬的恒功率范圍,以滿足電動汽車高速行駛的需要;
      3、電動汽車電機應(yīng)該具備較大范圍的調(diào)速能力,在低速時具有較大的轉(zhuǎn)矩,在高速時具有高功率,能夠根據(jù)駕駛需要,隨時調(diào)整電動汽車的行駛速度和相應(yīng)的驅(qū)動力;
      4、電動汽車電機應(yīng)該具備良好的效率特性,在較寬的轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),獲得最優(yōu)的效率,提高一次充電后的持續(xù)行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環(huán)區(qū),獲得85%~93%的效率;
      5、電動汽車電機的外形尺寸要求盡可能小,質(zhì)量盡可能輕;
      6、電動汽車電機應(yīng)該具備良好的可靠性好,耐溫和耐潮性能強,能夠在較惡劣的環(huán)境下長期工作,運行時噪音低,維修方便;
      7、結(jié)合控制器是否能有效的回收制動產(chǎn)生的能量。

    電動汽車電機分類

    01直流電動機

      電動汽車直流電動機主要包括永磁直流電動機和電勵磁直流電動機,電勵磁直流電動機根據(jù)勵磁方式不同,可分為它勵直流電機、串勵直流電機、并勵直流電機和復(fù)勵直流電機。
      優(yōu)點:
      直流電動機具有優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性,控制裝置簡單、價廉。
      缺點:
      直流電動機效率較低、可靠性低(有換向器和電刷)、比功率較小。
      控制系統(tǒng):
      直流電動機控制器一般稱為斬波器,相當(dāng)于在直流電源與直流電機之間的一個周期性通斷電子開關(guān)。

    02異步電動機

      優(yōu)點:
      異步電動機具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、堅實可靠、免維護、體積小、重量輕、易于冷卻(可直接向定子和轉(zhuǎn)子噴油)、壽命長、能有效的實現(xiàn)再生制動等 。
      控制方法:
      采用變頻調(diào)速技術(shù),可以方便的實現(xiàn)異步電機的無極調(diào)速,常用控制方法有:變壓變頻調(diào)節(jié)(VVVF);矢量控制調(diào)節(jié)(VC);直接轉(zhuǎn)矩控制(DSC)等。

    03永磁同步電動機

      電動汽車用永磁同步電動機包括基于方波驅(qū)動的無刷直流電動機(BLDCM)和基于正弦波驅(qū)動的永磁同步電機(PMSM),兩者機械部分本質(zhì)上都是交流電機,由于控制器的輸入為直流,將直流輸入交流輸出的控制器和交流電動機的結(jié)合體稱為直流電動機,控制器執(zhí)行有刷直流電機換向器和電刷的作用。
      優(yōu)點:
      永磁同步電機效率高,比功率大。
      缺點:
      控制系統(tǒng)復(fù)雜,成本高,功率范圍較小等。
    電動汽車用直流無刷電動機
    圖2 電動汽車用無刷直流電動機

    04開關(guān)磁阻電動機

      優(yōu)點:
      啟動轉(zhuǎn)矩大、起動電流小
      電機結(jié)構(gòu)簡單,適應(yīng)于高速運轉(zhuǎn),成本低
      電機功率電路簡單
      可靠性好
      良好的適應(yīng)性
      缺點:
      控制系統(tǒng)復(fù)雜,輸出轉(zhuǎn)矩波動較大,振動大、噪聲大等。

    電動汽車電機性能對比

    表1、電動汽車用直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機的性能對比

    項目 直流電機 感應(yīng)電機 永磁電機 開關(guān)磁阻機
    比功率 較高
    峰值效率(%) 85~89 94~95 95~97 90
    負荷效率(%)  80~87  90~92  85~97  78~86 
    功率因數(shù)(%)  82~85  90~93  60~65 
    恒功率區(qū)  1:5  1:2.25  1:3 
    轉(zhuǎn)速范圍(r/min)  4000~6000  12000~15000  4000~10000  可>15000 
    可靠性  一般  好  優(yōu)良  好 
    結(jié)構(gòu)的堅固性  差  好  一般  優(yōu)良 
    電機外廓  大  中  小  小 
    電機質(zhì)量  大  中  小 
    電機成本 ($/kW) 10 8~12 10~15 6~10
    控制操作性能  最好  好  好  好 
    控制器成本  低  高  高  一般 


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