當(dāng)前位置:首頁檢測中心基礎(chǔ)知識 │ 電動汽車電機如何選擇

電動汽車電機如何選擇

  • 瀏覽次數(shù):6171次
  • 發(fā)布時間:2017/10/24 16:53:05
  • 作者:ly_yinhe

  選擇純電動汽車電機類型的關(guān)鍵是電動機的機械特性,電機的機械特性可以用T—n和P—n曲線來表示,并可作為選擇電機的參考或依據(jù)。在設(shè)計與選擇電動汽車的驅(qū)動電動機時,可以向電動機生產(chǎn)廠家提出所需要的各種性能參數(shù),作為電動機設(shè)計的依據(jù)。實際上,大多數(shù)情況下是電動汽車制造商根據(jù)電動機生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)性能參數(shù)選擇現(xiàn)成的電動機??晒╇妱悠囘x用電動機的種類繁多,功率覆蓋面很廣。電動汽車對于驅(qū)動電動機的調(diào)速范圍、可靠性、能夠在惡劣環(huán)境條件下工作的能力等方面有比較高的要求,因此選擇電動汽車電機需要從上述多方面綜合考慮。

電動汽車類型選擇

01感應(yīng)電機

  目前電動汽車很大一部分是采用感應(yīng)電動機作為驅(qū)動電動機。感應(yīng)電動機效率高(90%以上),功率較大,功率因數(shù)變化大,轉(zhuǎn)子為鼠籠型結(jié)構(gòu),適合于高速運轉(zhuǎn)。另外,感應(yīng)電動機的可靠性高,便于維修,價格便宜。隨著功率電子器件和功率變換器的快速發(fā)展,感應(yīng)電動機的控制器采用了矢量控制方法控制的變頻器或逆變器,使感應(yīng)電動機具有更好的可控性和寬廣的調(diào)速范圍。目前已經(jīng)能夠在市場買到不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的不同規(guī)格的效率高、技術(shù)性能可靠的感應(yīng)電動機及變頻器或逆變器,可以直接為電動汽車所采用。新型感應(yīng)電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),具有控制簡單、動態(tài)響應(yīng)快、調(diào)速范圍寬等特點。感應(yīng)電動機的價格比較便宜,但控制系統(tǒng)很復(fù)雜,價格也較高。

02永磁電機

  永磁電動機的應(yīng)用越來越廣泛。永磁電動機具有效率高、質(zhì)量功率較大的特點。永磁電動機的轉(zhuǎn)子沒有勵磁繞組,可以高速運轉(zhuǎn),可靠性好,體積小、質(zhì)量輕,便于維修。采用矢量控制的變頻調(diào)速系統(tǒng),使永磁電動機具有寬廣的調(diào)速范圍。永磁電動機的控制系統(tǒng)要比感應(yīng)電動機的控制系統(tǒng)簡單和便宜。永磁電動機的永磁材料強度較差,大功率的永磁電動機所需要的永磁材料需要特別加固,因此,永磁電動機的功率一般較小。有些永磁材料在高溫作用下,會發(fā)生磁性衰退現(xiàn)象,電動機需要采取水冷卻方式來控制溫度在1 5 0℃以下。目前永磁材料的價格較高,因此永磁電動機及其控制系統(tǒng)的成本較高。

03開關(guān)磁阻電機

  開關(guān)磁阻電動機是一種新型電動機,在電動機的轉(zhuǎn)子上,沒有滑環(huán)、繞組等轉(zhuǎn)子導(dǎo)體和永久磁鐵等裝置。它的結(jié)構(gòu)比其他任何一種電動機都要簡單,效率可以達(dá)到85%~93%,轉(zhuǎn)速可以達(dá)到15000r/min,其轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性好,在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),轉(zhuǎn)矩、速度可靈活地控制,并有高的啟動轉(zhuǎn)矩和低的啟動功率的機械特性;轉(zhuǎn)子上沒有勵磁繞組和永磁體,結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性好,質(zhì)量輕,便于維修,成本較低。開關(guān)磁阻電動機的控制系統(tǒng)包括微處理器、位置檢測器和電流檢測器等電子器件,控制系統(tǒng)較復(fù)雜,調(diào)節(jié)性能和控制精度要求高。工作時轉(zhuǎn)矩脈動大,噪聲也較大,體積比同樣功率的感應(yīng)電動機要大一些。

  目前,正在開發(fā)水冷卻開關(guān)磁阻電動機及其控制器和永磁開關(guān)磁阻電動機,其性能將進(jìn)一步提高。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、控制理論、計算機和電子元器件的發(fā)展,電動機的控制系統(tǒng)正不斷向自動化、集成化和小型化的方向發(fā)展。這將促進(jìn)各種電動機及其控制系統(tǒng)不斷地改進(jìn)和完善,為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)提供更加寬廣的選擇范圍。

04其他電機

  其他類型的特種電動機也可以作為電動汽車的驅(qū)動電動機,包括同步磁阻電動機、永磁階躍電動機、橫向磁通量電動機等特種電動機。但這些特種電動機需要特殊的驅(qū)動系統(tǒng),且難與現(xiàn)有的各種電動機的驅(qū)動系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,其生產(chǎn)技術(shù)和制造工藝也較復(fù)雜。但隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,電動汽車所需要的性能更好、效率更高、體積更小、質(zhì)量更輕的新型電動機和驅(qū)動系統(tǒng)必然會研制和開發(fā)出來。

電動汽車驅(qū)動電機性能比較

項目 直流電動機 異步電動機 異步電動機 開關(guān)磁阻電動機
過載能力 較好
效率 較高
壽命
轉(zhuǎn)速范圍 較寬 較寬 較寬
功率范圍 較寬
可靠性 較好
轉(zhuǎn)矩/電流比
結(jié)構(gòu)堅固性 較好
電動機外形尺寸
電動機質(zhì)量
電動機成本
驅(qū)動控制成本
轉(zhuǎn)矩/慣量比 較高

電動汽車額定電壓選擇

  在相同的輸出功率條件下,動力電池組的電壓高時,電流較低;相反,動力電池組的電壓低時,電流較高。

  高電壓、小電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器元件可以細(xì)小一些,連接起來方便,但要求有更安全的防護(hù)措施,而且管理系統(tǒng)更復(fù)雜。低電壓、大電流系統(tǒng)的導(dǎo)線、接頭、開關(guān)等電器元件都比較大,連接要求也高,而且管埋系統(tǒng)相對較簡單。電動機電壓的選擇主要依據(jù)車輛總體參數(shù)的要求來設(shè)計,車輛的自重、電池等相關(guān)參數(shù)確定后,才能確定電動機的電壓、轉(zhuǎn)速等參數(shù)。即當(dāng)車輛的自重確定后,電池的個數(shù)就確定了,電動機的電壓等級也隨之確定。

  但總體要求是,盡可能提高電壓等級,這樣就可以使電動機在滿足驅(qū)動要求的情況下,使電動機的功率小一點,電動機的電流也小一點,這樣,電池的容量選擇、安裝空間、安裝方式等就比較容易處理。

電動汽車額定轉(zhuǎn)速選擇

  根據(jù)電動汽車的速度、動力性能的要求,需要選擇不同轉(zhuǎn)速的驅(qū)動電動機。

01低速電動機

  低速電動機的轉(zhuǎn)速為3000~6000r/min,擴大恒功率區(qū)的低速電動機額定轉(zhuǎn)矩高、轉(zhuǎn)子電流大、電動機的尺寸和重量較大。且相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器、控制器的尺寸也較大,各種電器內(nèi)在的損耗較大,但減速器的速比較小。一般低速電動機的轉(zhuǎn)動慣量大、啟動慢,停止也慢,用于電動汽車不太適宜。

02中速電動機

  中速電動機的轉(zhuǎn)速為6000~10000r/min,它的各種參數(shù)介于低速電動機與高速電動機之間。通常電動汽車多采用中速電動機作為驅(qū)動電動機。

03高速電動機

  高速電動機的轉(zhuǎn)速為10000r/min以上,擴大的恒功率區(qū)寬,尺寸和質(zhì)量較小,相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器、控制器的尺寸也較小,各種電器內(nèi)在的損耗較小。而其減速器的速比要大大增加,通常需要采用行星齒輪傳動機構(gòu)。高速電動機的使用,主要受電磁材料的性能、高速軸承的承載能力的限制。一般高速電動機的轉(zhuǎn)動慣量小,啟動快,停止也快,電動汽車上常采用高速電動機作為驅(qū)動電動機。


Copyright 2010-2017 m.myyfit.com, All Rights Reserved 湖南銀河電氣有限公司 版權(quán)所有 湘ICP備09002592號-5