纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

2018-07-08 - 纯电动车

   选择电动汽车驱动电动机类型的关键是电动机的机械特性。三相异步感应电动机、永磁无刷直流电动机、永磁磁阻电动机和开关磁阻电动机的机械特性都可以用T-n进而p-n曲线来表示,并可作为选择电动机的参考或依据。

纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

   在设计与选择电动汽车的驱动电动机时,可以向电动机生产厂家提出所需要的各种性能参数,作为电动机设计的依据。实际上,大多数情况下是电动汽车制造商根据电动机生产厂家提供的技术性能参数选择现成的电动机。可供电动汽车选用电动机的种类繁多,功率覆盖面很广。电动汽车对于驱动电动机的调速范围、可靠性、能够在恶劣环境条件下工作的能力等方面有比较高的要求。

纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

   目前电动汽车很大一部分是采用感应电动机作为驱动电动机。感应电动机效率高(90%以上),功率较大(接近1kW/kg),功率因数变化大,转子为鼠笼型结构,适合于高速运转。另外,感应电动机的可靠性高,便于维修,价格便宜。

纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

随着功率电子器件和功率变换器的快速发展,感应电动机的控制器采用了矢量控制方法控制的变频器或逆变器,使感应电动机具有更好的可控性和宽广的调速范围。目前已经能够在市场买到不同生产厂家生产的不同规格的效率高、技术性能可靠的感应电动机及交频器或逆变器,可以直接为电动汽车所采用。

纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

新型感应电动机的直接转矩控制系统,具有控制简单,动态响应快,调速范围宽等特点。感应电动机的价格比较便宜,但控制系统很复杂,价格也较高。

   永磁电动机的应用越来越广泛。永磁电动机具有效率高(达到97%)、质量功率较大  (超过1kW/kg)的特点。永磁电动机的转子没有励磁绕组,可以高速运 ,可靠性好,  体积小、质量轻,便于维修。

纯电动车电机 如何选择纯电动车电机

采用矢量控制的变频调速系统,使永磁电动机具有宽广的调速范围。永磁电动机的控制系统要比感应电动机的控制系统简单和便宜。永磁电动机     的永磁材料强度较差,大功率的永磁电动机所需要的永磁材料需要特别加固,因此,永磁电动机的功率一般较小。

有些永磁材料在高温作用下,会发生磁性衰退现象,电动机需要采取水冷却方式来控制温度在150℃以下。目前永磁材料的价格较高,因此永磁电动机及其控制系统的成本较高。

   开关磁阻电动机是一种新型电动机,在电动机的转子上,没有滑环、绕组等转子与体和永久磁铁等装置。它的结构比其他任何一种电动机都要简单,效率可以达到85%~93%,转速可以达到15 000 r/min。

其转矩一转速特性好,在较宽的转速范围内,转矩、速度可灵活地控制,并有高的启动转矩和低的启动功率的机械特性;转子上没有励磁绕组和永磁体,结构简单坚固、可靠性好,质量轻,便于维修,成本较低。

开关磁阻电动机的控制系统包括微处理器、位置检测器和电流检测器等电子器件,控制系统较复杂,调节性能和控制精度要求高。工作时转矩脉动大,噪声也较大,体积比同样功率的感应电动机要大一些。目前,正在开发水冷却开关磁阻电动机及其控制器和永磁开关磁阻电动机,其性能将进一步提高。

   随着现代制造技术、现代电子技术、控制理论、计算机和电子元器件的发展,电动汽车电机的控制系统正不断向自动化、集成化和小型化的方问发展。这将促进各种电动机及其控制系统不断地改进和完善,为电动汽车驱动系统提供更加宽广的选择范围。

   其他类型的特种电动机也可以作为电动汽车的驱动电动机,包括同步磁阻电动机、永磁阶跃电动机、横向磁通量电动机等特种电动机。但这些特种电动机需要特殊的驱动系统,且难与现有的各种电动机的驱动系统和传动系统协调工作,其生产技术和制造工艺也较复杂。但随着技术的进步和发展,电动汽车所需要的性能更好、效率更高、体积更小、质量更轻的新型电动机和驱动系统必然会研制和开发出来。

   尽管电动机的最大转矩是额定转矩的几倍,但在输出转矩增加的同时,转子电流也大大地增加,需要动力电池组在很短时间内大电流地放电。特别是在“堵转”启动时,若时间过长会使电动机烧毁。为了保护电动机和保护动力电池组,并且符合电动汽车行驶速度和驱动力的要求,在驱动系统中,一般要装置减速器或变速器。表5.5给出了电动汽车常用驱动电动机的性能比较。

   2.额定电压选择

   在相同的输出功率条件下,动力电池组的电压高时,电流较低;相反,动力电池组的电压低时,电流较高。高电压、小电流系统的导线、接头、开关等电器元件可以细小一些,连接起来方便,但要求有更安全的防护措施,而且管理系统更复杂。低电压、大电流系统的导线、接头、开关等电器元件都比较大,连接要求也高,而且管理系统相对较简单。

   电动机电压的选择主要依据车辆总体参数的要求来设计,车辆的自重、电池等相关参数确定后,才能确定电动机的电压、转速等参数。即当车辆的自重确定后,电池的个数就确定了,电动机的电压等级也随之确定。但总体要求是,尽可能提高电压等级,这样就可以使电动机在满足驱动要求的情况下,使电动机的功率小一点,电动机的电流也小一点,这样电池的容量选择、安装空间、安装方式等就比较容易处理。

   3.额定转速选择

   根据电动汽车的速度、动力性能的要求,需要选择不同转速的驱动电动机。 

   1)低速电动机

   低速电动机的转速为3 000~6 000 r/min。扩大恒功率区的低速电动机额定转矩高、转子电流大、电动机的尺寸和重量较大。且相应的转换器、控制器的尺寸也较大,各种电器内在的损耗较大,但减速器的速比较小。一般低速电动机的转动惯量大、启动慢,停止也慢,用于电动汽车不太适宜。

   2)中速电动机

   中速电动机的转速为6 000~10 000 r/min,它的各种参数介于低速电动机与高速电动机之间。通常电动汽车多采用中速电动机作为驱动电动机。

   3)高速电动机

   高速电动机的转速为10 000~15 000 r/min,扩大的恒功率区宽,尺寸和质量较小,相应的转换器、控制器的尺寸也较小,各种电器内在的损耗较小。而其减速器的速比要大大增加,通常需要采用行星齿轮传动机构。高速电动机的使用,主要受电磁材料的性能、高速轴承的承载能力的限制。一般高速电动机的转动惯量小,启动快,停止也快,电动汽车上常采用高速电动机作为驱动电动机。

   电动汽车通常以常规车速确定电动机额定转速。

式中,nN为电动机额定转速,单位为r/min;ig为传动比;io为主减速比;uN为常规车速,单位为km/h;r为滚动车轮半径,单位为m。

   4.额定功率选择

   电动机的额定功率由最高车速确定。

式中,PN为电动机额定功率,单位为kW;ηT为传动系效率;m为最大车质量;f为滚动摩擦系数;Cd为风阻系数;A为车辆迎风面积,单位为m2;Umax为最高车速,单位为km/h。

   5.额定转矩选择

   电动机额定转矩由额定功率/转速确定。

相关阅读
  • 纯电动车设计 大众首款纯电动车设计图曝光 外形似跑车

    纯电动车设计 大众首款纯电动车设计图曝光 外形似跑车

    2018-07-08

    【搜狐汽车 新车】近日,由挪威的工业设计领域的设计师设计的大众首款电动车跑车Ayoreo被曝光,该车将于2013年正式进入电动车市场。外观方面车头能够找到大众最新家族式前脸的影子,但是整体造型更加前卫动感。

  • 纯电动车轿车 汉腾轿车资质正式获批 首款纯电动车年内上市

    纯电动车轿车 汉腾轿车资质正式获批 首款纯电动车年内上市

    2018-07-08

    汉腾轿车资质正式获批 首款纯电动车年内上市第八版本报讯 (记者王 辉)6月6日,工信部网站正式发布《道路机动车辆生产企业及产品》(第308批)公告。汉腾汽车有限公司正式获批轿车生产资质。汉腾汽车自2013年11月成立以来就确立了“高起点、双驱动”的品牌定位。

  • 纯电动车电池寿命 纯电动车电池怎么保养?这样做能保护电池使用寿命

    纯电动车电池寿命 纯电动车电池怎么保养?这样做能保护电池使用寿命

    2018-07-08

    新能源汽车越来越受大家的欢迎,跟传统燃油车相比,新能源车算作是新兴产业,在实际使用中对汽车的保养还不是那么透彻,所以影响了汽车电池的使用寿命。电动车电池保养主要是针对电池组和电动机进行日常的养护,下面就给大家介绍下如何进行有效的保养才可以将电池的寿命达到最大化。

  • 纯电动车保养 纯电动车买不买?先看保养贵不贵!

    纯电动车保养 纯电动车买不买?先看保养贵不贵!

    2018-07-08

    纯电动车还许愿保养吗?这不废话吗,跟吃油的驱动系统有区别,保养当然就不一样的。传统汽车养护重点是发动机系统,定期更换机油机滤等纯电动车养护重点是电池组和电动机。为了确保车辆保持最佳的状态,纯电动汽车需要像传统汽车那样定期养护。

  • 纯电动车品牌 主流合资品牌首款纯电动车来了! 轩逸·纯电预售16.6万元

    纯电动车品牌 主流合资品牌首款纯电动车来了! 轩逸·纯电预售16.6万元

    2018-07-08

    6月20日,东风日产轩逸纯电北京预售发布会在国家游泳中心水立方举行。新车采用与“纯电销冠”聆风相同的EPlatform电动车平台,综合续航里程达到338公里,官方指导预售价为16.6万元(补贴后)。