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技术 | 你知道吗?你的爱车为什么选择了这款电机?
2017-09-05 18:12:17   来源:   评论:0 点击:

导语直流电机、异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机各有何优缺点?为啥分别被这些车型选用?一文为您揭晓。近年来,伴随着行业的发展,新...

 

导语

直流电机、异步电机、永磁同步电机、开关磁阻电机各有何优缺点?为啥分别被这些车型选用?一文为您揭晓。

近年来,伴随着行业的发展,新能源汽车逐渐被广泛使用,各大厂商也推出了自家的明星产品。电机作为电动汽车最重要的部件之一,各大厂商纷纷选择合宜的电机,运用在自家的产品上。而到底不同的电机有什么差别?又各自被运用到哪些车型上去了?下面,我们通过共同学习,来了解各种电机在电动汽车的应用特点。

一、什么是电机?

所谓电机,就是将电能与机械能相互转换的一种电力元器件。

 

 

当电能被转换成机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动汽车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

二、电动机的发展状态及分类

电动汽车经常采用的驱动电机有直流电机、异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机四类。最早应用于电动汽车的是直流电机,这种电机的特点是控制性能好、成本低。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能,这些类型的电机正在逐步取代直流电机。

下表是电动汽车常用的四种驱动电机性能比较:

 

(1)直流电动机

优点:成本低、易控制、调速性能良好

缺点:结构复杂、转速低、体积大、维护频繁

 

 

特性:在电动汽车发展早期,直流电机被作为驱动电机广泛应用,但是由于其结构复杂,导致它的瞬时过载能力和电机转速的提高受到限制,长时间工作会产生损耗,增加维护成本。此外,电动机运转时电刷冒出的火花使转子发热,会造成高频电磁干扰,影响整车其他电器性能。因此,目前电动汽车行业已经基本将直流电动机淘汰。

 

 

▲比亚迪e6

应用代表车型:比亚迪e6

■小结:基本上处于淘汰阶段,应用车型都是电动汽车早期上市车型。

(2)永磁同步电机

优点:效率高、结构简单、体积小、重量轻

缺点:成本较高、高温下磁性衰退

 

 

特性:所谓永磁,是指在制造电机转子时加入永磁体,使电机的性能得到进一步提升。而所谓同步,则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率,电动汽车的车速将最终被控制。

与其他类型的电机相比较,永磁同步电机最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度,说白了,就是相比于其他种类的电机,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业,永磁同步电机成为首选的主要原因。

但是,它也有自身的缺点,转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下,会产生磁性衰退的现象,使得电机容易发生损坏。

 

应用车型:比亚迪秦、比亚迪宋DM、宋EV300、北汽EV系列、腾势400、众泰E200、荣威ERX5等。

■小结:被广泛使用,成为主流电机,目前被各大新能源汽车品牌车型选用。

(3)异步电机

优点:结构简单、可靠性好、成本易控

缺点:效率低、调速性差

 

特性:相比于永磁同步电机,异步电机的优点是成本低、工艺简单、运行可靠耐用、维修方便,而且能忍受大幅度的工作温度变化。反之,温度大幅变化会损坏永磁同步电动机。尽管在重量和体积方面,异步电动机并不占优,但其转速范围广泛以及高达20000rpm左右的峰值转速,即使不匹配二级差速器也能够满足该级别车型高速巡航的转速需求,至于重量对续航里程的影响,高能量密度的电池能够“掩盖”电机重量的优势。

 

应用车型:特斯拉Model S、Modle X、江铃E200、江铃E100、江铃E160、众泰云100S、芝麻E30等。

■小结:只是少量车型选用,但也不乏主流车型,从目前来看,该类电机不会成为趋势。

(4)开关磁阻电机

优点:结构简单、体积轻便、效率高、成本低

缺点:噪声振动大、输出扭矩脉动

特性:开关磁阻电机作为一种新型电机,相比其他类型的驱动电机而言,它的结构最为简单,定、转子均为普通硅钢片叠压而成的双凸极结构,转子上没有绕组,定子装有简单的集中绕组,具有结构简单坚固、可靠性高、质量轻、成本低、效率高、温升低、易于维修等优点。而且它具有直流调速系统可控性好的优良特性,同时适用于恶劣环境,适合作为电动汽车的驱动电机使用。业内人士预测,开关磁阻电机将成为电动汽车领域的一匹黑马。

 

 

应用代表车型:无

■小结:暂未被广泛应用,但未来有可能因为其优良特性,而成为主流电机。

■邦点评

作为电动汽车重要组成部件,不同电机的选用,会决定该电动车生产成本与使用情况。对于时下来讲,被广泛应用的尚属永磁同步电机,最主要的两点是可靠性好和成本易控。谈论至此,相信小伙伴们应该明白了自己的电动汽车的电机有啥优缺点了吧!

 

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