在绿色环保的大潮中,电动汽车的研究热度持续攀升。这种车型在城市交通领域能够实现几乎零排放,对环保事业贡献显著,各国纷纷加码推进电动汽车的研发。电动汽车的核心构成包括电机驱动系统、电池系统和整车控制系统。其中,电机驱动系统作为将电能转化为机械能的关键部分,其性能直接关系到电动汽车的整体性能,因此对驱动电机的选择至关重要。
1、电动汽车驱动电机的性能要求
当前,评估电动汽车性能的关键指标包括:
(1)*大续航里程(公里):电池充满电后,电动汽车所能行驶的*远距离;
(2)加速性能(秒):从静止加速到特定速度所需的*短时间;
(3)*高车速(公里/小时):电动汽车能够达到的*高速度。
针对电动汽车的特殊驱动需求,所设计的电机与工业用电机相比,需满足以下特殊性能:
(1)频繁的启动/停车、加速/减速、转矩控制等动态性能要求较高;
(2)为减轻整车重量,通常取消多级变速器,电机需在低速或爬坡时提供高转矩,通常能承受4-5倍过载;
(3)调速范围要尽可能宽广,同时保持高效率;
(4)电机设计应追求高额定转速,并尽量使用铝合金外壳,以减小体积,降低电动汽车重量;
(5)电动汽车需具备高效能量利用,具备制动能量回收功能,回收的能量一般占总能量的10%-20%;
(6)电机需具备良好的可靠性和环境适应性,同时控制生产成本。
2、常用驱动电机类型
2.1 直流电动机
在电动汽车发展的初期,直流电动机曾作为主流驱动电机,技术成熟,控制简便,调速性能优良。但由于其复杂的机械结构,如电刷和机械换向器等,限制了瞬时过载能力和转速提升,且长时间工作后,机械结构损耗大,维护成本高。皖南电机此外,电刷产生的火花导致能量浪费,散热困难,并产生电磁干扰,影响整车性能。安徽皖南电机因此,直流电动机在电动汽车中的应用已逐渐被淘汰。
2.2 交流异步电动机
交流异步电动机是工业中应用广泛的电机类型,其结构简单,运行可靠,维修方便,效率高,质量轻。与同功率直流电动机相比,效率更高,质量减轻约一半。矢量控制方式下,其可控性和调速范围与直流电动机相当。但高速运转时,转子发热严重,需保证冷却,且驱动、控制系统复杂,成本较高,效率与功率密度相对较低,对提高电动汽车续航里程不利。
2.3 永磁式电动机
永磁式电动机根据定子绕组电流波形不同分为两种:无刷直流电机和永磁同步电机。两者结构和工作原理相似,转子为永磁体,减少了励磁损耗,冷却相对容易。无刷直流电机和永磁同步电机均具有结构简单、安全可靠、维修方便、能量利用率高等优点。但受永磁材料工艺限制,功率范围较小,高温、震动和过流条件下易发生磁性衰退,成本较高。皖南电机价格表
2.4 开关磁阻电机
开关磁阻电机是一种新型电机,结构简单,可靠性高,质量轻,成本低,效率高,温升低,易于维修。安徽皖南电机具有直流调速系统的可控性和恶劣环境适应性,非常适合作为电动汽车驱动电机。与直流电机和永磁式电机相比,开关磁阻电机在以下方面具有明显优势:
2.4.1 电机本体结构
开关磁阻电机结构简单,转子无绕组,主要由普通硅钢片叠压而成。损耗集中于定子绕组,制造简单,绝缘性好,散热性能优良,体积小,重量轻,适合超高速运行。
2.4.2 电机驱动电路
开关磁阻电机驱动系统相电流单向,与转矩方向无关,只需一个主开关器件即可实现四象限运行状态。功率变换器电路与励磁绕组直接串联,各相独立供电,安全可靠,适合恶劣环境。
2.4.3 电机系统性能
开关磁阻电机控制参数多,易于通过控制策略和系统设计满足电动汽车四象限运行要求,在高速运行区域也能保持优秀的制动能力。效率高,调速范围内保持高效率,非常适合电动汽车运行,有利于提高续航里程。
3、结语
本文通过对各类驱动电机调速系统的比较,重点阐述了开关磁阻电机作为电动汽车驱动电机的优越性,成为电动汽车发展研究的热点。这类特种电机在实际应用中仍有较大发展空间,需要研究人员加大理论研究力度,并结合市场需求,推动其在实际中的应用。