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电动汽车驱动电机选择及性能

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:驱动电机电动汽车的驱动电机属于特种电机,是电动汽车的关键部件。④低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。通过合理分配各车轮的驱动力,可提高加速极限性能及恶劣路面条件下的行驶性能。汽车瞬时多变的运行工况需要对电动机及电池进行正确的控制。电动汽车的其他装置基本与传统内燃机汽车相同。③在运行的全部速度范围和负载范围内,具有较高的效率。

电动汽车驱动电机选择及性能

(1)驱动电机

电动汽车的驱动电机属于特种电机,是电动汽车的关键部件。驱动电机的作用是将电源的电能转化为机械能,通过传动装置驱动或直接驱动车轮。早期,电动汽车上广泛采用直流串激电动机,这种电动机具有“软”的机械特性,与汽车的行驶特性非常适应。但直流电动机由于存在换向火花,比功率较小,效率较低,维护保养工作量大等缺点,正在逐渐被直流无刷电动机(BCDM)、开关磁阻电动机(SRM)和交流异步电动机所取代。电动汽车所用的电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。

电动汽车电动机是将电源电能转换为机械能、通过传动装置驱动或直接驱动车轮的汽车驱动装置,该电动机与其他电动机相比,具有体积小、重量轻、效率高且高效区范围广、调速性能好等特点。

电动汽车用电动机在需要满足汽车行走功能的同时,还应满足行车时的舒适性、耐环境性、一次充电的续行里程等性能,其技术规范要求比较严格:

①体积小,重量轻。

②减小有限的车载空间,特别是总质量要小,在整个运行范围内高效率。

③一次充电续驶里程长,特别是在行走方式频繁改变、低负载运行时,也有较高的效率。

④低速大转矩特性及宽范围内的恒功率特性。

除了单电动机驱动电动汽车外,电动汽车可以实现四轮驱动,即轮毂电动机驱动。四轮驱动的电动汽车可省略内燃机汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、自动变速器、传动轴和机械差速器等,因而其驱动系统和整车结构布置十分简洁,传动效率高。轮毂电动机借助高度发达的现代计算机控制技术,直接控制车轮转速,可实现各车轮的电子差速和驱动防滑,提高行驶与操纵稳定性。通过合理分配各车轮的驱动力,可提高加速极限性能及恶劣路面条件下的行驶性能。

(2)电子控制器

电子控制器即电动机调速控制装置,是为电动汽车的变速和方向变换等设置的,其作用是控制电动机的电压或电流,完成电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。汽车瞬时多变的运行工况需要对电动机及电池进行正确的控制。

控制系统要求结构简单、响应迅速、抗干扰能力强,参数变化稳定。控制系统还应该拥有制动能量回收功能,以提高续驶里程。制动能量回收系统由超级电容或飞轮及其控制器组成,利用超级电容或飞轮吸收再生制动能量,具有非常突出的优点。(www.xing528.com)

当车辆制动时,发电机将一部分动能或势能转化为电能储存在超级电容或飞轮中,由于超级电容或飞轮的功率密度大,可以更快速、高效地吸收电机回馈能量。在车辆起动和加速时,利用双向DC/DC将存储的能量释放出来,协助电池向电动机供电,不但增加了电动汽车一次充电的行驶里程,而且避免了蓄电池的大电流放电,达到了节约能源、降低制动片磨损和延长蓄电池寿命的目的。

(3)电动汽车驱动系统

对于传统内燃机汽车,纯电动汽车的结构有很大差别,电动汽车驱动系统具体组成包括:电驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电驱动及控制系统由驱动电机、电源和电动机的调速控制装置等组成。电动汽车的其他装置基本与传统内燃机汽车相同。

电动汽车是当今汽车行业发展的重要趋势,它涉及车辆工程、电动机驱动技术、控制技术、电池技术等领域的核心技术,其发展得到了国内外大型研究机构的大力推动,成为当前相关领域的研究热点,各项成果也相继被推出。

电驱动系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电动汽车对驱动系统的要求很高。一般认为,电驱动系统应符合下列要求:

①瞬时功率大,短时过载能力强,以满足爬坡及加速的需要。

②调速范围宽广。

③在运行的全部速度范围和负载范围内,具有较高的效率。也就是在电动机所有工作范围内综合效率高,以尽量提高电动汽车一次续驶里程。

可靠性高,使用方便简单,价格低廉。

⑤功率密度高,体积小,质量小。

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