電動(dòng)汽車(chē)電機
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- 發(fā)布時(shí)間:2014/2/4 10:06:16
- 作者:AnyWay中國
一電動(dòng)汽車(chē)電機概述
電動(dòng)汽車(chē)利用電動(dòng)機將電能轉化為機械能來(lái)實(shí)現驅動(dòng),電動(dòng)汽車(chē)電機是電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)系統的主要部件之一。電動(dòng)汽車(chē)電機的種類(lèi)多、用途廣、功率覆蓋面大。車(chē)輛行駛的路面工況較復雜,電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)機的特性必須要適應各種復雜工況的要求。
不同類(lèi)型的的電動(dòng)汽車(chē)電機,其控制理論不同,電動(dòng)汽車(chē)控制器也不相同。
圖1 純電動(dòng)汽車(chē)驅動(dòng)系統簡(jiǎn)圖
二電動(dòng)汽車(chē)電機性能要求
1、電動(dòng)汽車(chē)電機應該具備較大的起動(dòng)轉矩、良好的啟動(dòng)性能和良好的加速性能來(lái)滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的頻繁啟/停、加/減速和爬坡等要求;
2、電動(dòng)汽車(chē)電機應該具備較寬的恒功率范圍,以滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)高速行駛的需要;
3、電動(dòng)汽車(chē)電機應該具備較大范圍的調速能力,在低速時(shí)具有較大的轉矩,在高速時(shí)具有高功率,能夠根據駕駛需要,隨時(shí)調整電動(dòng)汽車(chē)的行駛速度和相應的驅動(dòng)力;
4、電動(dòng)汽車(chē)電機應該具備良好的效率特性,在較寬的轉速/轉矩范圍內,獲得最優(yōu)的效率,提高一次充電后的持續行駛里程,一般要求在典型的駕駛循環(huán)區,獲得85%~93%的效率;
5、電動(dòng)汽車(chē)電機的外形尺寸要求盡可能小,質(zhì)量盡可能輕;
6、電動(dòng)汽車(chē)電機應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(cháng)期工作,運行時(shí)噪音低,維修方便;
7、結合控制器是否能有效的回收制動(dòng)產(chǎn)生的能量。
三電動(dòng)汽車(chē)電機分類(lèi)
01直流電動(dòng)機
電動(dòng)汽車(chē)直流電動(dòng)機主要包括永磁直流電動(dòng)機和電勵磁直流電動(dòng)機,電勵磁直流電動(dòng)機根據勵磁方式不同,可分為它勵直流電機、串勵直流電機、并勵直流電機和復勵直流電機。
優(yōu)點(diǎn):
直流電動(dòng)機具有優(yōu)良的電磁轉矩控制特性,控制裝置簡(jiǎn)單、價(jià)廉。
缺點(diǎn):
直流電動(dòng)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:
直流電動(dòng)機控制器一般稱(chēng)為斬波器,相當于在直流電源與直流電機之間的一個(gè)周期性通斷電子開(kāi)關(guān)。
02異步電動(dòng)機
優(yōu)點(diǎn):
異步電動(dòng)機具有效率高、結構簡(jiǎn)單、堅實(shí)可靠、免維護、體積小、重量輕、易于冷卻(可直接向定子和轉子噴油)、壽命長(cháng)、能有效的實(shí)現再生制動(dòng)等 。
控制方法:
采用變頻調速技術(shù),可以方便的實(shí)現異步電機的無(wú)極調速,常用控制方法有:變壓變頻調節(VVVF);矢量控制調節(VC);直接轉矩控制(DSC)等。
03永磁同步電動(dòng)機
電動(dòng)汽車(chē)用永磁同步電動(dòng)機包括基于方波驅動(dòng)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(BLDCM)和基于正弦波驅動(dòng)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(dòng)機的結合體稱(chēng)為直流電動(dòng)機,控制器執行有刷直流電機換向器和電刷的作用。
優(yōu)點(diǎn):
永磁同步電機效率高,比功率大。
缺點(diǎn):
控制系統復雜,成本高,功率范圍較小等。
圖2 電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)刷直流電動(dòng)機
04開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機
優(yōu)點(diǎn):
啟動(dòng)轉矩大、起動(dòng)電流小
電機結構簡(jiǎn)單,適應于高速運轉,成本低
電機功率電路簡(jiǎn)單
可靠性好
良好的適應性
缺點(diǎn):
控制系統復雜,輸出轉矩波動(dòng)較大,振動(dòng)大、噪聲大等。
二電動(dòng)汽車(chē)電機性能對比
表1、電動(dòng)汽車(chē)用直流電機、異步電機、永磁同步電機和開(kāi)關(guān)磁阻電機的性能對比
項目 |
直流電機 |
感應電機 |
永磁電機 |
開(kāi)關(guān)磁阻機 |
比功率 |
低 |
中 |
高 |
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(%) |
- |
82~85 |
90~93 |
60~65 |
恒功率區 |
- |
1:5 |
1:2.25 |
1:3 |
轉速范圍(r/min) |
4000~6000 |
12000~15000 |
4000~10000 |
可>15000 |
可靠性 |
一般 |
好 |
優(yōu)良 |
好 |
結構的堅固性 |
差 |
好 |
一般 |
優(yōu)良 |
電機外廓 |
大 |
中 |
小 |
小 |
電機質(zhì)量 |
大 |
中 |
小 |
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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