直流电机与交流电机的区别揭秘电动汽车驱动系统的多样性与优势

导语:电动汽车驱动电机是其核心组件,至关重要。四种主要类型的电机分别是直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻,每种都有其独特之处。

直流有刷电机

直流有刷电机结构简单且技术成熟,其转矩控制能力远超交流电机,这在20世纪80年代中期前曾是国内外研发的首选。但价格高昂,以及体积和质量较大,使得它们在应用上受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷系统可以分为由方波驱动的无刷直流(BLD—CM)和由正弦波驱动的无刷直流(PMSM),它们具有极高功率密度,并且与感应式交流对比而言,效率提升了6个百分点。由于体积小、重量轻、高效能,同时响应速度快,因此这类电机会成为未来研究热点。这类设备虽然成本较高,但对于提高能源密度和效率非常适用,而且适合于快速反应所需的小型化设计。不过,由于耐热性仅限于12c=0I以下,需要特别注意使用条件。此外,日本目前已经开始大量采用这种技术。

交流感应電機

交流感应電機因其调速技术成熟,被广泛应用于早期電動車辆中。它具备多项优势,如结构简洁、体积小、成本低等。但实际上,它们缺乏频繁加减速性能,因为转速控制范围有限,而转矩特性也不理想。因此,它们并不适用于频繁启动或加减速需求大的车辆。而美国及欧洲则选择这些类型作为他们产品的一部分。

开关磁阻電機(SRM)

开关磁阻(SRM)是一种因为可靠性强、灵活操作以及经济实惠而受到欢迎的选择。在一个宽广的转速范围内,它能够提供高效运行。这使得SRM成为一种灵活性的优选。但尽管如此,由于噪声大并需要位置检测器等缺陷,它们并未被广泛接受。

每一款以上提到的四种型号各自拥有优劣势,但考虑到能源成本昂贵,因此最终选择最高效能的永磁無刷技術已經廣泛應用於小功率(<100kW)现代汽车中。在国外,一些创新项目正在将先进技术融入“轮毂”或者称作“轮毂传送带”中的直接驾驶方式,从此消除传统机械变换链条——变速箱-传递轴-行走桥这样的复杂机构。此举不仅简化了整车布局,也实现了更为紧凑设计,对军事越野车甚至轻型坦克也有着巨大的潜力。在近年来,该科技已经引领了一系列新兴领域取得显著成绩,其中包括美国、日本以及其他国家对军事运输工具进行改进。

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