電動(dòng)汽車電機(jī)和工業(yè)電機(jī)總體而言都是是電機(jī)的一種,分類及控制的理論和方法相同。而與工業(yè)電機(jī)不同的是,電動(dòng)汽車電機(jī)通常要求頻繁起停,快速動(dòng)態(tài)響應(yīng),低速恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行且過載能力強(qiáng),轉(zhuǎn)速變化范圍寬,可以四象限運(yùn)行,在充分滿足汽車運(yùn)行功能的同時(shí)還應(yīng)滿足行駛時(shí)的舒適性,適應(yīng)環(huán)境的能力等。
一、電動(dòng)汽車電機(jī)與工業(yè)電機(jī)基本要求的區(qū)別
電動(dòng)汽車電機(jī)所用驅(qū)動(dòng)器相比于工業(yè)用電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器來說,在尺寸、工作環(huán)境、可靠性、功率密度、冷卻方式等方面有較大差異,對(duì)電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基本要求總結(jié)如下:
1、電動(dòng)汽車電機(jī)有嚴(yán)格的體積要求和重量要求:因?yàn)槭擒囕d,所以這方面要求突出。普通工業(yè)電機(jī)對(duì)于體積尺寸和重量沒有這么嚴(yán)格的要求,一般以滿足工業(yè)目標(biāo)為第一目的。電動(dòng)汽車不同,尺寸和重量決定了汽車的動(dòng)力性能和駕駛體驗(yàn),直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以,電動(dòng)汽車電機(jī)的難點(diǎn)就在于提高功率重量密度和功率體積密度。越小,越輕,功率越大的電機(jī),越好。
2、電動(dòng)汽車電機(jī)有獨(dú)特的轉(zhuǎn)矩特性:啟動(dòng)或低速時(shí)要求超高轉(zhuǎn)矩,將汽車速度以最快的方式泵升至期望速度。一般工業(yè)電機(jī)并沒有這么高的啟動(dòng)速度要求。同時(shí),高速時(shí)需要提供足夠的功率,使得汽車可以高速巡航。
3、電動(dòng)汽車電機(jī)有寬調(diào)速范圍:最高速度可能是電機(jī)基速的4倍甚至更高。目前電動(dòng)汽車最好的方案莫過于省去多檔變速箱,只使用固定檔的齒輪組。如此,則要求電機(jī)的調(diào)速范圍越寬越好。以特斯拉的Model S 基本款為例,電機(jī)最高RPM能達(dá)到18000轉(zhuǎn)/分鐘,相當(dāng)可怕。這對(duì)于電力電子調(diào)速器來說是一個(gè)非常大的考驗(yàn)。
4、電動(dòng)汽車電機(jī)有全范圍效率要求:電動(dòng)汽車不像電力機(jī)車由受電弓供電,電動(dòng)汽車由電池供電,巡航范圍完全取決于電機(jī)效率。電機(jī)效率每提高1%,巡航里程就可相應(yīng)增加1%。所以對(duì)于電機(jī)的效率要求很高。能高一點(diǎn),就是勝利,每一點(diǎn)能量都要優(yōu)化。
5、電動(dòng)汽車電機(jī)讓車輛運(yùn)行過程中具備高可靠性和穩(wěn)定性:任何情況下都應(yīng)確保具有高度的安全性,尤其是失效模式下可控。
6、電動(dòng)汽車電機(jī)低噪聲:包括電磁噪聲和音頻噪聲,滿足車輛電磁兼容性和駕駛舒適性需要。
7、電動(dòng)汽車電機(jī)成本合理:對(duì)電動(dòng)汽車的普及來說成本始終是一大障礙。
評(píng)價(jià)一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的指標(biāo)主要有外特性(最大輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系)、恒功率調(diào)速范圍、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率分布圖(非某一點(diǎn)效率,也不是單獨(dú)的電機(jī)本體或控制器的效率)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率密度與轉(zhuǎn)矩密度等。
二、電動(dòng)汽車電機(jī)與工業(yè)電機(jī)的其他區(qū)別
1、封裝尺寸。電動(dòng)汽車電機(jī)布置空間有限,一般需要根據(jù)具體產(chǎn)品進(jìn)行特殊設(shè)計(jì);工業(yè)電機(jī)空間不受限制,可用標(biāo)準(zhǔn)封裝配套各種應(yīng)用;
2、工作環(huán)境。電動(dòng)汽車電機(jī)環(huán)境混度變化范圍大(-40~105℃),振工作環(huán)境動(dòng)劇烈;工業(yè)電機(jī)環(huán)境溫度適中(-2040℃),靜止應(yīng)用,振動(dòng)較??;
3、可靠性。電動(dòng)汽車電機(jī)可靠性很高,以保證乘用者安全;工業(yè)電機(jī)可靠性較高,以保證生產(chǎn)效率;
4、冷卻方式。電動(dòng)汽車電機(jī)通常為水冷,體積??;工業(yè)電機(jī)通常為風(fēng)冷,體積大;
5、控制性能。電動(dòng)汽車電機(jī)有精確的力矩控制,動(dòng)態(tài)性能較好;工業(yè)電機(jī)多為變頻調(diào)速控制,動(dòng)態(tài)性能較差;
6、功率密度。電動(dòng)汽車電機(jī)功率密度較高;工業(yè)電機(jī)功率密度較低;
7、效率。電動(dòng)汽車電機(jī)要求工作范圍高效率;工業(yè)電機(jī)只要要求額定工作點(diǎn)效率高;
8、性價(jià)比。電動(dòng)汽車電機(jī)性價(jià)比極高;工業(yè)電機(jī)性價(jià)比一般。
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