鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1904次 | 2018年06月22日
電動(dòng)汽車電機(jī)類型及各有什么特點(diǎn)
電動(dòng)汽車電機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,通過傳動(dòng)裝置或直接驅(qū)動(dòng)車輪和工作裝置。電動(dòng)汽車電機(jī)類型有哪些?各自有什么特點(diǎn)?
【電動(dòng)汽車電機(jī)】電動(dòng)汽車電機(jī)類型及其特點(diǎn)電動(dòng)汽車電機(jī)知識(shí)
電動(dòng)汽車電機(jī)基本介紹
電機(jī):泛指能使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能、電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一切機(jī)器。特指發(fā)電機(jī)、電能機(jī)、電動(dòng)機(jī)。
電動(dòng)機(jī):俗稱馬達(dá),是一種將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,并可再使用機(jī)械能產(chǎn)生動(dòng)能,用來驅(qū)動(dòng)其他裝置的電氣設(shè)備。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由于電動(dòng)汽車采用動(dòng)力電池作為車載能源,其容量受到限制,為盡可能的延長(zhǎng)續(xù)駛里程,大多數(shù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都采用了能量回饋技術(shù),即在汽車制動(dòng)時(shí),通過控制器將車輪損耗的動(dòng)能反饋到電池中,并使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),將發(fā)出的電輸送到電池中。因此,電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)機(jī)應(yīng)該稱為電機(jī),而不是我們習(xí)慣稱呼的電動(dòng)機(jī)。例如中大青山采用的雙定子磁懸浮復(fù)合轉(zhuǎn)子電機(jī)既能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,又能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
電動(dòng)汽車電機(jī)類型及其特點(diǎn)
電機(jī)分類
除了發(fā)電功能外,電動(dòng)汽車的電機(jī)主要還是起電動(dòng)機(jī)的,所以我們以電動(dòng)機(jī)來分類:(只作簡(jiǎn)單分類)
1、按工作電源種類劃分:可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
直流電機(jī):
按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分:無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。
又可分為永磁直流電機(jī)和電磁直流電機(jī)。
永磁直流電機(jī)按材料又分為稀土、鐵氧體、鋁鎳鈷永磁直流電機(jī)。
電磁直流電機(jī)按勵(lì)磁方式又分為串勵(lì)、并勵(lì)、他勵(lì)和復(fù)勵(lì)直流電機(jī)。
交流電機(jī)可分:?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)和三相電機(jī)
2、按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分:可分為直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)。
異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速。
同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。
3、按用途分,有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和控制用電機(jī)。
4、按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分,有高速電機(jī)、低速電機(jī)、恒速電機(jī)和調(diào)速電機(jī)。
低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等。
電動(dòng)汽車電機(jī)工作原理
1、交流電機(jī)
單相異步電機(jī)通過電容移相作用,將單相交流電分離出另一相相位差90度的交流電。將這兩相交流電分別送入兩組或四組電機(jī)線圈繞組,就在電機(jī)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反,被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)推拉進(jìn)入旋轉(zhuǎn)狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子必須切割磁力線才能產(chǎn)生感應(yīng)電流,因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須低于旋轉(zhuǎn)磁轉(zhuǎn)速,故稱異步電機(jī)。
三相異步電機(jī)不必通過電容移相,本身就有相差120度的三相交流電,故產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更均勻,效率更高。
永磁同步交流電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)由永久磁鐵產(chǎn)生,轉(zhuǎn)子線圈通過電刷供電,轉(zhuǎn)速與交流電頻率為整倍數(shù)(分?jǐn)?shù))關(guān)系(視轉(zhuǎn)子線圈繞組數(shù)而定),故稱同步電機(jī)。
轉(zhuǎn)子線圈通過電刷供電,定子通過線圈繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的電機(jī),按轉(zhuǎn)子線圈與定子線圈的串、并聯(lián)關(guān)系分別稱串勵(lì)、并勵(lì)電機(jī)。
2、直流電機(jī)
直流電機(jī)有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成,定子上有磁極(繞組式或永磁式),轉(zhuǎn)子有繞組,通電后,轉(zhuǎn)子上形成磁場(chǎng)(磁極),定子和轉(zhuǎn)子的磁極之間有一個(gè)夾角,在定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)(N極和S極之間)的相互吸引下,使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。改變電刷的位置,就可以改變定轉(zhuǎn)子磁極夾角(假設(shè)以定子的磁極為夾角起始邊,轉(zhuǎn)子的磁極為另一邊,由轉(zhuǎn)子的磁極指向定子的磁極的方向就是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向)的方向,從而改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。
電動(dòng)汽車電機(jī)結(jié)構(gòu)
1、永磁式直流電機(jī):
由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成。
定子磁極采用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。
轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成,漆包線繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個(gè)繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。
電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件,具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電機(jī)的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷。
2、無刷直流電機(jī):
由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。
無刷直流電機(jī)的特點(diǎn)是無刷,采用半導(dǎo)體開關(guān)器件(如霍爾元件)來實(shí)現(xiàn)電子換向的,即用電子開關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。
位置傳感器按轉(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流(即檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號(hào),經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開關(guān)電路,按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換)。
位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)S眉呻娐返龋┭b在定子組件上,用來檢測(cè)永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化。電動(dòng)汽車多用的是霍爾元件。
采用光電式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會(huì)按一定頻率間歇間生脈沖信號(hào)。
采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動(dòng)機(jī),是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開關(guān)、LC諧振電路等),當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時(shí),電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(hào)(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。
定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關(guān)電路提供。
電動(dòng)汽車電機(jī)特性
用于電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與常規(guī)的工業(yè)電機(jī)不同。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常要求頻繁的啟動(dòng)/停車、加速/減速,低速或爬坡時(shí)要求高轉(zhuǎn)矩,高速行駛時(shí)要求低轉(zhuǎn)矩,并要求變速范圍大。而工業(yè)電機(jī)通常優(yōu)化在額定的工作點(diǎn)。因此,電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)比較獨(dú)特,應(yīng)單獨(dú)歸為一類。
電動(dòng)汽車電機(jī)要求
他們?cè)谪?fù)載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境等方面有著特殊的要求:
1、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要有4-5倍的過載以滿足短時(shí)加速或爬坡的要求;而工業(yè)電機(jī)只要求有2倍的過載就可以了。
2、電動(dòng)汽車的最高轉(zhuǎn)速要求達(dá)到在公路上巡航時(shí)基本速度的4-5倍,而工業(yè)電機(jī)只需要達(dá)到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要根據(jù)車型和駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計(jì),而工業(yè)電機(jī)只需根據(jù)典型的工作模式設(shè)計(jì)。
4、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求有高度功率密度(一般要求達(dá)到1kw/kg以內(nèi))和好的效率圖(在較寬的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率),從而能夠降低車重,延長(zhǎng)續(xù)駛里程;而工業(yè)電機(jī)通常對(duì)功率密度、效率和成本進(jìn)行綜合考慮,在額定工作點(diǎn)附近對(duì)效率進(jìn)行優(yōu)化。
5、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求工作可控性高、穩(wěn)態(tài)精度高、動(dòng)態(tài)性能好;而工業(yè)電機(jī)只有某一種特定的性能要求。
6、電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)被裝在機(jī)動(dòng)車上,空間小,工作在高溫、壞天氣、及頻繁振動(dòng)等等惡劣環(huán)境下。而工業(yè)電機(jī)通常在某一個(gè)固定位置工作。