张雪峰探秘电动汽车驱动电机多种类型与机电一体化之谜

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,包括直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻电机。

直流有刷电机

直流有刷电机以其简单的结构和成熟的技术而闻名,它们在20世纪80年代中期仍然是国内外研发的重点。但尽管如此,这类电机会因为价格昂贵、体积大而受到限制。

永磁无刷电机

永磁无刷系统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),它们都拥有高功率密度。控制方式与交流感应相似,但效率比后者高出6个百分点,使得它们在现代汽车中的应用日益普遍。这类电子设备因能量密度高、效率优异且适用于快速响应需求,被视为未来发展方向。然而,由于成本较高以及对材料耐热性的要求(仅耐12°C以下),其广泛使用受到了限制。

交流感应电机

交流感应型具有成熟调速技术,便于维护,并提供了多种优势,如体积小、重量轻、高转速限值等。不过,其缺陷也很明显,比如转速范围狭窄,对频繁加减速不够灵活,因此并不适合所有类型的车辆设计。此外,由于这些特性,它们通常被美国及欧洲企业所采用。

开关磁阻(SRM)

SRM以简洁可靠著称,同时具备灵活控制能力,以及快速响应速度。然而,在实际运用中,由于存在转矩波动性大和噪声问题,这些不足之处使得它未能获得更广泛使用。

上述四种不同的驱动系统各自拥有优劣势,而由于能源成本昂贵,特别是在充满挑战性的环境下,每一单位能量都显得极为珍贵。在这种情况下,选择最高效率的一切方案变得至关重要。目前,最常见的是利用性能卓越的地球永久 magnets 无 brushes direct current 电气 motor,他们已经成为100kW以下现代车辆上的首选选项之一。在国外,一些先进概念正在将直接连接到轮毂上的单个永磁同步器推向军事越野车和轻型坦克领域,这项技术革新已取得显著进展并引起了国际社会注意力。

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