來源:蘇州和德機電設備有限公司|發(fā)布時間:2019-07-03| 瀏覽數(shù):載入中...
電動汽車電動機是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也俗稱馬達,在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電動汽車的動力源。
一、電動汽車的發(fā)展史是螺旋上升的歷史
從1834年美國人達溫坡特(Davenport)在布蘭頓城街上演示他自己制造的小電池車開始,電動車逐漸發(fā)展達到興盛。19世紀末,汽車制造成功,由于汽車的性能遠高于電動車,使電動車受到排擠。20世紀60年代,汽車已成為城市主要污染源,70年代出現(xiàn)了石油危機,這使電動車重又得到重視。各國政府開始制定法規(guī)研制電動車。汽車工業(yè)已發(fā)展成為國民經濟的支柱產業(yè),汽車已成為人們生活中不可缺少的一部分;但同時,汽車給城市造成了嚴重的污染,而且全球已探明石油資源僅能開發(fā)使用40多年。因此,研究高性能的電動車以替代汽車是歷史的必然。目前,世界電動車的發(fā)展已由試運行向推廣應用方向過渡:日本從1996年開始向國內用戶銷售商品車,美國從1997年開始向美國用戶銷售商品車。中國的電動車目前處于研制階段。為了促進國際廣泛的交流與合作,國家科委和機械工業(yè)部在1996年12月6~15日舉辦了1996北京國際電動汽車及代用燃料汽車技術交流、研討會暨展覽會。就電動車發(fā)展中的各種問題進行了探討。同時,國內外的汽車生產廠家及國內的一些大專院校、科研單位展出了自己研制的電動車。本次會議反映了電動車的一些最新研究成果,從中也可以看出電動車用電機的發(fā)展趨勢。
二、制約電動車發(fā)展的關鍵
以電動車與傳統(tǒng)的燃油汽車進行比較,相當于以電池代替燃油,以電動機代替發(fā)動機。由于電池的能量密度(單位重量儲存的能量,wh/kg)遠遠低于燃油,傳統(tǒng)結構電動機的性能又不能直接適用于電動車,因此,電池和電動機既是電動車的核心,同時又是制約電動車發(fā)展的關鍵。
三、電動車用電機的發(fā)展趨勢
雖然各種各樣的驅動用電動機早已研究得很成熟,但它們并不能直接適用于電動車,因為電動車有其特有的運行特點,所以所用的電動機必須滿足這些特點才能獲得高性能。
1、電動車的特點
電動車最顯著的特點是頻繁的起停、加減速,而不是運行于某一恒速下。電動車主要用于在污染比較嚴重的大中城市市區(qū)固定路線行駛和某些特殊場合,如機場、車站、碼頭、倉庫、遂道和旅游區(qū)域等地方。人們對電動車的1次充電行駛距離和最高時速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充電行駛50~100km,最高時速在100km/h以內就可滿足要求。從長遠看,電動車要取代燃油汽車,它的性能必須可與燃油汽車相比,所以它的1次充電行駛距離和最高時速都要大大提高。另外,可靠性和價格也是人們比較關注的問題。
2、電動車用電機應具備的特點
基于電動車的特點,對所用的電動機就應有一定的要求。為了提高最高時速,電動機應有較高的瞬時功率和功率密度(w/kg)。為了提高1次充電行駛距離,電動機應有較高的效率,而且電動車是變速工作的,所以電動機應有較高的高低速綜合效率。電動車起動和爬坡時速度較低,但要求力矩較大;正常運行時需要的力矩較小,而速度很高,故用于電動車的電機的典型機械特性曲線如附圖所示。即在低速時為恒轉矩特性,高速時為恒功率特性,且電動機的運行速度范圍應該較寬。另外,電動機應堅固、可靠,且價格較低。
3、電動車用電機的發(fā)展趨勢
在電動車發(fā)展初期,多采用直流電動機。在試制大客車時用串勵電動機,在小客車及小貨車上用并勵、復勵電動機。隨著永磁材料的發(fā)展,永磁直流電動機也有所應用。直流電動機的優(yōu)點是有比較好的控制特性。但它重量大,效率低,價格貴,而且由于電刷和滑環(huán)的存在,需要維護,電刷磨損又會造成不安全工作。因此,隨著電力電子器件的發(fā)展,交流電動機逐漸成熟,直流電動機逐漸被交流電動機所取代。這次會議參展的電動機也以使用交流電動機為主。
4、驅動方式的發(fā)展趨勢
傳統(tǒng)燃油汽車的驅動系統(tǒng)中包括發(fā)動機、減速器和差速器。這是由于內燃機的速度范圍窄,必須用減速器來擴大速度范圍。使用差速器是便于轉向。減速器和差速器為一系列傳動齒輪,它們在汽車運行中消耗一部分機械能,使車輪得到的功率不到發(fā)動機功率的2/3,大大降低了汽車的效率。由于電動機與發(fā)動機的不同特點,電動車可以采用四種驅動方式:與傳統(tǒng)燃油汽車相同;省略減速器;進一步省略差速器,電動機同軸驅動車輪,即軸驅;將電動機直接裝在車輪內,即輪驅。可以看出。輪式驅動既完全消除了傳動中的機械磨損,提高了傳動效率,又具有最小的體積、最輕的重量,同時故障率降低。因此,輪式驅動是電動車最佳的驅動方式。
作為電動車用電機,直流電動機已逐步被淘汰。異步電動機、交流永磁電動機和開關磁阻電動機都已被用來驅動電動車,它們各有自己的優(yōu)勢,但也都有各自的弱點,并不完全適合于電動車。進一步研究更適合于驅動電動車的電動機是電機工作者的任務。多態(tài)電機是一種有前途的電機。輪式驅動是電動車最佳的驅動方式。