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电动汽车用电机概述

2018-09-17 22:18:12 作者: 0人读过 | 我要赞

电动汽车用电机概述

电动汽车用电机概述

人们对环境和能源的日益关注,推动了电动汽车的发展,加速了世界强国在电动汽车领域的竞争

电动汽车用电机概述

。目前电动车辆的技术难点在于电池性能,造成电动车辆技术主要集中的两点:

一是 在电池技术难以逾越的瓶颈下,如何提高电能使用效率、提高电动汽车续驶历程,提高电池寿命是电动汽车行业关注的焦点,因此选用符合电池特性的驱动电机是提高电动车辆性能的关键,即所选电机要效率高、使用电流小、启动电流小,避免电池瞬间大电流放电,电机能量回馈性能好。

二是 电池的制约,电动车辆主要用于城市交通,车辆大部分时间处于启动、加速、制动的工作状态,因此电机的起动性能(起动转矩 / 起动电流)、加速性能、低速时的效率、制动及滑行时的能量再生能力、电机的过载能力、电机的能量密度、电机可靠性对电动车辆尤为重要,是衡量电动车辆电机的重要指标。

基于以上两点,理想的电动车辆电机必须既要符合 电池充放电特性 ,又要符合 车辆的负载特性 。

目前电动车辆使用的电机有 5 种: 串励有刷直流电机 、 有刷永磁直流电机 、 交流电机 (异步电机)、 永磁同步调频电机 和 无刷直流电机 。

有刷直流串励电机: 优点是启动转矩大、过载能力强,缺点是需要换碳刷、高速有环火、不适宜高速运行、效率低、体积大、防护能力差、能量回馈差,主要用在电动三轮车上。

有刷永磁直流电机: 优点是比有刷直流串励电机效率高,能量回馈好,启动转矩和过载能力一般,缺点是需要换碳刷、高速有环火、不适宜高速运行、效率适中、体积大、防护能力差,主要用在电动三轮车上。

交流电机 :优点是结构简单、电机本身可靠性高,缺点是起动转矩小、起动电流大、电机要靠增大启动电流来产生大转矩,但因电池特性所限,电池难以提供大的电流,影响了电机转矩的提升,电机效率低、控制复杂,能量回馈差。

开关磁阻电机: 优点是在低速时具有较大的转矩,缺点是低速振动大、噪声大、效率偏低,能量回馈差,应用很少。

永磁同步电机: 优点是具有较高的效率,能量回馈好,缺点是低速时转矩无法提升,有失步问题,应用很少。

无刷直流电机: 优点是:

① 电机外特性好,非常符合电动车辆的负载特性,尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性,能够提供大的起动转矩,满足车辆的加速要求。

② 速度范围宽,电机可以在任何转速下稳定大转矩高效率运行,这是无刷直流电机的独有特性,这进一步提高整车效率。

③ 电机效率高,尤其是在轻载车况下,电机仍能保持较高的效率,这对珍贵的电池能量是很重要的。

④ 过载能力强,这种电机比 Y 系列电动机可提高过载能力 2 倍以上,满足车辆的突起堵转需要。

⑤ 再生制动效果好,因电机转子具有很高的永久磁场,在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态,给电池充电,同时起到电制动作用,减轻机械刹车负担。

⑥ 电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。

⑦ 电机无机械换向器,采用全封闭式结构,防止尘土进入电机内部,可靠性高。

⑧ 电机控制系统比异步电机简单。缺点是电机本身比交流电机复杂,控制器比有刷直流电机复杂。

各种电机技术指标汇总

电性机能

直流串激电机

直流并激电机

永磁直流电机

交流异步电机

磁阻开关电机

永磁同步电机

无刷直流电机

起动性能

5

4

4

2

4

3

5

低速性能

5

4

4

3

4

3

5

低速时效率

3

3

4

3

4

5

5

平均效率

3

3

4

4

3

5

5

能量密度

2

2

3

4

4

4

5

过载能力

4

4

4

4

4

4

5

再生能力

3

5

4

3

2

5

5

可靠性

2

2

2

5

5

4

4

制造成本

4

4

4

5

5

4

4

控制器成本

5

5

5

4

4

4

4

合 计

36

36

38

37

40

41

47

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