电机原理与结构揭秘多种类型的电动汽车驱动系统与特点

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

永磁无刷电机可以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)。这两者都拥有较高功率密度,控制方式与感应型相似。它们具有效率可比交流感应高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,它们并不适用于所有环境条件。

目前,由日本开发的许多电子车辆采用了这些先进的永磁无刷驱动系统。

交流感应電機

交流感應電機早已被用於電子車輛驅動,它們具有簡單結構、小體積、高效率等優點,但轉速控制範圍有限,轉矩性能不佳,這些缺陷限制了它們適用於頻繁加減速和頻繁啟停的情況。美國及歐洲研發的大多數電子車輛採用這種類型的驅動系統。

開關磁阻電機

開關磁阻電機(SRM)因其簡單可靠、高效運行以及靈活控制而受到重視,但實際應用表明SRM存在著轉矩波動大、噪音問題及需要位置檢測器等缺陷,使得其應用的局限性日益顯現。

總結來說,這四種不同的電機各具優劣,但是由於能源成本昂貴,因此選擇最高效能量转换的一种如無焊無縫永久式(BLDC或PMSM)的技術較為理想,並已廣泛應用於小功率100kW以内的小型電子車輛上。在國外,一些先進技術如直接將電力傳送到輪子上的「全輪驅動」系統也越來越普遍,它們通過使用更有效率且更輕巧的小型化過程來提高整體性能,並降低維護成本。此技術尤為適合軍事應用,如軍用越野車與輕型坦克,其中要求從最低速度產生最大扭矩,并保持最佳性能。此類技術正在美国、日本和欧洲获得快速发展并取得显著成果。

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