电动机的旋转魔法揭秘电动汽车驱动电机的多样面纱与无限可能

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广泛应用于这一领域,分别是直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻。

直流有刷电机

直流有刷电机的设计相对简单,技术成熟,它们展现了卓越的转矩控制能力,因此在20世纪80年代中期前,这些都是研究和开发重点。但由于价格昂贵体积庞大,它们在电动汽车中的使用受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷系统可分为由方波驱动的(BLD-CM)以及由正弦波驱动的(PMSM),这两者都拥有高功率密度且控制方式与交流感应类似。它们以6%更高效率著称,使得它们成为当前热门研究对象。在车辆上,他们提供了较小体积、高效率、高能量密度等优点,但因成本较高而受到限制。这类设备适合快速响应需求,对于未来应用具有巨大的潜力。不过,由于耐热性能有限,只能承受12°C以下温度环境。目前,大多数日本研制的车辆采用这些设备。

交流感应电机

交流感应型电子发条也是早期用于推进移动运输工具的一种选择,其调速技术已然成熟。它享有一系列优势,如结构简单、轻巧、经济实惠、高转速限值以及不需位置传感器支持等。但其缺陷包括转速范围狭窄及转矩特性不佳,这使得它们不太适合频繁加减速或启动的情况下使用。美国及欧洲制造商倾向于采用此类产品来构建他们的人造交通工具。

开关磁阻(SRM)-开关控励磁同步/异步变换器

开关控励型同步异步变换器(SRM)以简洁可靠著称,可在宽范围内运行并表现出灵活性快捷,以及成本低廉之美好特征。此外,它们还能够进行跨象限操作,即使如此,该技术仍面临噪声大、需要位置检测仪等挑战导致实际应用受到了抑制。

以上提到的四种不同的电子发条各具长处短板,而对于那些依赖各种能源供给源——即便珍贵而昂贵——如现代自动驾驶汽车来说,将最有效率且最高效能量输出的是利用强劲性能但同时又经济实用的永磁无触点电子发条。这一方案已经被广泛采纳用于100千瓦以下的小型自动驾驶车辆上。在国外,不同国家不断探索新颖技术,比如直接将一个或者多个微型智能机械部件置入轮毂本身中,以用来直接驱驰轮子,从而省去所有复杂机械化传递装置,极大地简化整体设计。而为了满足军事任务,如要求低速度下产生大量扭矩,并保持10倍高速比,在近年间美英法德国家陆续将该概念引入到军用越野车和轻坦克项目中,并取得显著成果。

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