近年來,伴隨著行業(yè)的發(fā)展,新能源汽車逐漸被廣泛使用,各大廠商也推出了自家的明星產(chǎn)品。電機作為電動汽車最重要的部件之一,各大廠商紛紛選擇合宜的電機,運用在自家的產(chǎn)品上。而到底不同的電機有什么差別?又各自被運用到哪些車型上去了?下面,我們通過共同學(xué)習(xí),來了解各種電機在電動汽車的應(yīng)用特點。
一、什么是電機?
所謂電機,就是將電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的一種電力元器件。
當(dāng)電能被轉(zhuǎn)換成機械能時,電機表現(xiàn)出電動機的工作特性;當(dāng)機械能被轉(zhuǎn)換成電能時,電機表現(xiàn)出發(fā)電機的工作特性。大部分電動汽車在剎車制動的狀態(tài)下,機械能將被轉(zhuǎn)化成電能,通過發(fā)電機來給電池回饋充電。
二、電動機的發(fā)展?fàn)顟B(tài)及分類
電動汽車經(jīng)常采用的驅(qū)動電機有直流電機、異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機四類。最早應(yīng)用于電動汽車的是直流電機,這種電機的特點是控制性能好、成本低。隨著電子技術(shù)、機械制造技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展,異步電機、永磁同步電機和開關(guān)磁阻電機表現(xiàn)出比直流電機更加優(yōu)越的性能,這些類型的電機正在逐步取代直流電機。
下表是電動汽車常用的四種驅(qū)動電機性能比較:
(1)直流電動機
優(yōu)點:成本低、易控制、調(diào)速性能良好
缺點:結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、體積大、維護頻繁
特性:在電動汽車發(fā)展早期,直流電機被作為驅(qū)動電機廣泛應(yīng)用,但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機轉(zhuǎn)速的提高受到限制,長時間工作會產(chǎn)生損耗,增加維護成本。此外,電動機運轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱,會造成高頻電磁干擾,影響整車其他電器性能。因此,目前電動汽車行業(yè)已經(jīng)基本將直流電動機淘汰。
▲?比亞迪e6
應(yīng)用代表車型:比亞迪e6
■?小結(jié):基本上處于淘汰階段,應(yīng)用車型都是電動汽車早期上市車型。
(2)永磁同步電機
優(yōu)點:效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕
缺點:成本較高、高溫下磁性衰退
特性:所謂永磁,是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體,使電機的性能得到進一步提升。而所謂同步,則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致。因此,通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率,電動汽車的車速將最終被控制。
與其他類型的電機相比較,永磁同步電機最大優(yōu)點就是具有較高的功率密度與轉(zhuǎn)矩密度,說白了,就是相比于其他種類的電機,在相同質(zhì)量與體積下,永磁同步電機能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。這也是在對空間與自重要求極高的新能源汽車行業(yè),永磁同步電機成為首選的主要原因。
但是,它也有自身的缺點,轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下,會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象,使得電機容易發(fā)生損壞。
應(yīng)用車型:比亞迪秦、比亞迪宋DM、宋EV300、北汽EV系列、騰勢400、眾泰E200、榮威ERX5等。
■?小結(jié):被廣泛使用,成為主流電機,目前被各大新能源汽車品牌車型選用。
(3)異步電機
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、成本易控
缺點:效率低、調(diào)速性差
特性:相比于永磁同步電機,異步電機的優(yōu)點是成本低、工藝簡單、運行可靠耐用、維修方便,而且能忍受大幅度的工作溫度變化。反之,溫度大幅變化會損壞永磁同步電動機。盡管在重量和體積方面,異步電動機并不占優(yōu),但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速,即使不匹配二級差速器也能夠滿足該級別車型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求,至于重量對續(xù)航里程的影響,高能量密度的電池能夠“掩蓋”電機重量的優(yōu)勢。
應(yīng)用車型:特斯拉Model S、Modle X、江鈴E200、江鈴E100、江鈴E160、眾泰云100S、芝麻E30等。
■?小結(jié):只是少量車型選用,但也不乏主流車型,從目前來看,該類電機不會成為趨勢。
(4)開關(guān)磁阻電機
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、體積小輕便、效率高、成本低
缺點:噪聲振動大、輸出扭矩脈動
特性:開關(guān)磁阻電機作為一種新型電機,相比其他類型的驅(qū)動電機而言,它的結(jié)構(gòu)最為簡單,定、轉(zhuǎn)子均為普通硅鋼片疊壓而成的雙凸極結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)子上沒有繞組,定子裝有簡單的集中繞組,具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等優(yōu)點。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)可控性好的優(yōu)良特性,同時適用于惡劣環(huán)境,適合作為電動汽車的驅(qū)動電機使用。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測,開關(guān)磁阻電機將成為電動汽車領(lǐng)域的一匹黑馬。
應(yīng)用代表車型:無
■?小結(jié):暫未被廣泛應(yīng)用,但未來有可能因為其優(yōu)良特性,而成為主流電機。
■?邦點評
作為電動汽車重要組成部件,不同電機的選用,會決定該電動車生產(chǎn)成本與使用情況。對于時下來講,被廣泛應(yīng)用的尚屬永磁同步電機,最主要的兩點是可靠性好和成本易控。談?wù)撝链耍嘈判』锇閭儜?yīng)該明白了自己的電動汽車的電機有啥優(yōu)缺點了吧!
來源:電動邦
作者:黃浩
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