电机与电器技术揭秘多种类型的电动汽车驱动系统

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,这使得它在20世纪80年代中期仍然是国内外研究的重点。但由于价格昂贵体积大,在应用于电动汽车时受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷电机会分为由方波驱动的无刷直流系统(BLD-CM)和由正弦波驱动的无刷直流系统(PMSM)。它们都拥有较高功率密度,并且具有与感应式相同的控制方式。优点包括效率比交流感应式高6个百分点,因此在广泛应用于电子车辆中,是当前研发热点。这类设备因能量密度高、体积小、惯性低且响应迅速,对于电子车辆来说非常合适,但由于成本较高以及永磁材料仅耐热12c=0I以下,存在局限性。

交流感应电机

交流感应式已经被用于长时间以来的一些早期电子车辆,它们具有简单结构、小体积、高可靠性等优势。然而,由于转速调控范围有限,以及转矩特性的不理想表现,不适合频繁启动或加减速操作中的使用。在美国和欧洲,多数采用了这种设计。

开关磁阻(SRM) 电机

SRM因为其简便可靠、高效运行能力以及灵活控制而备受青睐。但实际应用显示出明显缺陷,如转矩波动大及噪声问题,使得它目前并未得到广泛采纳。

以上提到的四种不同类型各自具有一定优势,但由于能源成本昂贵,因此选择效率最高的永久型同步马达(PSM)对于节省能源至关重要,而这些PSMs已被广泛应用于功率小于100kW的小型现代电子车辆上。在国外,有越来越多的地面载具采用先进性能的地面轮毂马达直接驱驶轮子,从而省去了传统汽油车上的变速箱、轴承及行星齿轮箱等复杂部件,大幅简化了整体构造。不过,它要求在低速度下提供极大的扭矩,对军用越野地形需求尤为严格。此类技术近年来在军用越野装甲兵器领域取得显著进展。

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