新能源时代到来 你了解电机么?

2018-08-14    类型:用车    来源:买车网    作者:张晨伟

【摘要】新能源时代即将来临,许多人也许还不完全了解电动车。和汽车一样,新能源车也需要一个机构来提供动能驱动它,这就是“电机”。 字面上你了解到的是电机是新能源车的驱动力,那什么是电机想必很少有人能解释清楚 ...

新能源时代即将来临,许多人也许还不完全了解电动车。和汽车一样,新能源车也需要一个机构来提供动能驱动它,这就是“电机”。

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字面上你了解到的是电机是新能源车的驱动力,那什么是电机想必很少有人能解释清楚,今天我们一起来学习一下,电机究竟是什么。

 

什么是电机?


简单来说,电机就是将电能与机械能相互转换的一种电力单元。当电能被转化为机械能时,电机表现出电动机的工作特性;当机械能被转换成电能时,电机表现出发电机的工作特性。大部分电动车在刹车制动的状态下,机械能将被转化成电能,通过发电机来给电池回馈充电。

 

出现在新能源车上需要满足什么条件?

基于电动车的特点,搭载到它身上的电机也需要有较高的水平。

  • 首先为了提升车辆最高时速,电机要有较高的瞬时功率、功率密度。

  • 提高电机效率,确保一次性充电能够有较长的续航里程。

  • 由于车辆在行驶过程中需要不断变换速度,所以电机还得具有良好的高低速综合效率才行。

  • 强大的过载能力、大启动转矩、快速的转矩响应。

  • 电动车起动和爬坡时车速低,但对力矩的要求大。

  • 电机还应具备坚固、可靠,有一定的防尘防水能力,且成本不能过高。


就目前市场而言,开关磁阻电机在各方面都更适合电动车的需求,但还没得到普及。现在广泛使用的是永磁同步电机,但特斯拉全系车型使用的都是永磁异步电机。如果按电流类型划分,那还分为交流电机、直流电机两种。

 

直流电机为什么被淘汰?

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直流电机

要知道,在电动车发展的前期,大部分电动车都采用直流电机作为驱动电机。这类电机技术在当时较为成熟,可以直接拿来用,而且还拥有控制方式较为简单、调速优良这两个特点。

 

但是由于直流电动机机械结构复杂,瞬时过载能力和电机转速的进一步提高受到限制,可以说是已经到了开发极限,在有所突破挺难的了。


而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会产生损耗,增加维护成本。由于直流电动机有着以上缺点,目前的电动汽车已经基本将直流电机淘汰。

 

永磁同步电机为何广泛使用?

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永磁同步电机

在目前的新能源汽车领域,永磁同步电机被广泛使用。所谓永磁,是指在制造电机转子时加入永磁体,使电机的性能得到进一步的提升。

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永磁同步电机结构

而所谓同步,则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率,电动汽车的车速将最终被控制。

 

与其他类型的电机相比较,永磁同步电机的最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度,说白了,就是相比于其他种类的电机,在相同质量与体积下,永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。

 

这也是在对空间与自重要求极高的新能源汽车行业,为什么永磁同步电机是广大汽车制造商首选的主要原因。但是,永磁同步电机也有自身的缺点。转子上的永磁材料在高温、震动和过流的条件下,会产生磁性衰退的现象,所以在相对复杂的工作条件下,电机容易发生损坏。而且永磁材料价格较高,因此整个电机及其控制系统成本较高。

 

特斯拉用的异步电机怎么样?

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异步电机结构

相比永磁同步电机,异步电机的优点是成本低,工艺简单、运行可靠耐用、维修方便,而且能忍受大幅度的工作温度变化。

 

相反,温度大幅变化会损坏永磁同步电动机。尽管在重量和体积方面,异步电动机并不占优势,但其转速范围广泛以及高达20000rpm左右的峰值转速,就算不匹配二级差速器也能够满足该级别车型高速巡航需求。


至于外界所说的,重量对续航里程的影响,高能量密度的18650电池能够“掩盖”电机重量的劣势。还有,异步电机稳定性优秀也是被特斯拉选用的重要原因。

(责任编辑:张晨伟)