电动汽车电机驱动系统,电动汽车驱动系统有哪些类型

在电动汽车上,作为将电能转化成机械能的动力部件,电动机及其控制装置占有重要的地位电动汽车电机驱动系统。目前而言,电动机驱动系统有四类

电动汽车电机驱动系统,电动汽车驱动系统有哪些类型

(1)直流电动机驱动系统,电动机控制器一般采用脉宽调制控制方式。这种电动机由转子和定子组成,定子部分又主要由主磁极,机座,换向极和电刷装置组成;转子部分主要由电枢铁心,电枢绕组,换向器三部分组成。这种电机调速性能好,在重载情况下也可以实现均匀平滑的无极调速,而且调速范围比较宽。除此之外,直流电动机启动力矩大,控制比较简单,效率高,响应快。但是它有一个显著地缺点就是由于存在电刷和换向器等易损件,故容易磨损,需要定期维修或更换。

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(2)异步电动机驱动系统,电动机控制器采用矢量控制或者直接转矩控制的变频调速方式。这种电机是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现电能量转换成机械能的一种交流电动机。与其他电机相比,异步电机结构简单,制造、使用、维修方便,运行可靠性高,质量轻,成本低。但是它的使用有一个很大的局限性就是它的转速与旋转磁场的同步转速有固定的转差率,故调速性能相对较差。

(3)交流永磁电动机驱动系统,主要包含两类电动机:永磁同步电动机和无刷直流电动机驱动系统。其中永磁同步电动机具有高效、控制精度高,转矩平稳性高,振动噪声低的特点,在电动汽车驱动方面有很高的应用价值,永磁同步电动机与普通电动机相比有很多优点,比如,用永磁体代替励磁绕组,从而省去了励磁线圈,滑环和电刷,以电子换向实现无刷运行,运行更可靠。但是它的缺点就是其转子为永磁体,无法调节,增加定子电流时会增加电机铜耗。

(4)开关磁阻电动机驱动系统。这种电动机由双凸极的定子和转子组成,其定子和转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。

电机直接驱动车轮的装置叫做轮毂电机,早在100多年前保时捷就曾经应用过。当时是内燃机发电来驱动轮毂电机,不过后来因为成本高,能效低,维护麻烦等原因放弃了轮毂电机,转而采用内燃机+变速器来驱动车辆。

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轮毂电机有很多优点,车辆采用轮毂电机可以省去,离合器组件,变速器,差速器,后桥,传动轴等传动部件。最典型的就是电摩和普通摩托车。电摩就靠电机直接驱动车轮,不仅省去了内燃机,也没有了变速箱,由链条减速传动车轮变成电机直接驱动车轮。轮毂电机省去一些传动部件的同时也节省了大量空间,减轻了车辆自重,而传动效率也高了不少!而且四个车轮是独立控制的,通过电控可以很容易的实现轮间差速功能,而不需要机械差速器。但是轮毂电机优点这么多为什么没有大批量在电动汽车上应用呢?

首先是轮毂电机质自身量大(重),上图可以看到,轮毂电机要比普通汽车轮毂多了很多东西,其中电机质量是最大的。成品轮毂电机质量在30kg以上,过重的车轮对系统悬挂系统要求更高。传统汽车厂商的工程师绞尽脑汁的采用轻体材料把簧下质量降下来,据研究簧下质量减少1公斤相当于减轻15公斤簧上质量。簧下质量和汽车加速性,操控性,稳定有很大的关系,所以工程师都在想办法降低簧下质量,而采用电动车轮毂电机簧下质量一下子一下子增重好几十公斤,正和工程师的意图相反。但是家用车辆日常代步使用,操控性要求可以降低一些,毕竟我们不去赛车。

寿命问题。永磁材料在高温下可能退磁,退磁后电机性能必然下降。而行车中刹车片温度可达到200度以上,如何完美解决散热是一个问题。另外成本也会比较高,成熟稳定的电控技术也需要一定时间来积淀。而把电机,控制器,冷却系统等都继承在狭小的空间内,而车轮平时工作在恶劣的环境下,对轮毂电机的密闭性,散热,抗腐蚀,散热,稳定性要求都很高。这些看似简单的技术想要成熟应用也是一个不简单的技术,目前比亚迪k9(电动大巴)已经采用轮毂电机,而一汽也开发出乘用轮毂电机底盘,相信不久的将来轮毂电机会大放异彩!

2022-06-10

2022-06-10