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        圖文讀懂無刷直流/異步/永磁同步電動機

        無刷直流電動機

        電池儲存電能,電能是以直流電的方式從電池輸出經過轉換器傳至電動機。直流電動機按有刷直流電動機和無刷直流電動機區(qū)分,有刷直流電動機因維護不方便被無刷直流電動機取代,無刷直流電動機已成為入門級電動車所使用的最為普遍的一種類型。

        在技術特性上,無刷直流電動機可分為具有直流電動機特性的無刷直流電動機以及具有交流電動機特性的無刷直流電動機。我們所討論的范疇僅限較為主流的直流電動機特性的無刷直流電動機。

        根據電動車對電動機的技術要求,直流電動機能夠滿足電動車運行的基本需求,另外,無刷直流電動機也不需要用戶在用車期間去考慮它的維護問題,基于這樣的特性,無刷直流電動機成為入門級電動車的首選。

        之所以說它是入門級電動機的首選是因為這種電動機自身也存在一些弊端,這些弊端會成為阻礙它在電動車行業(yè)里的發(fā)展。

        直流電動機的轉速范圍不算寬泛,而且最高轉速僅為6000rpm左右,這樣的轉速屬性很難滿足電動車的工況需求,所以,有些廠商通過為其匹配二級減速器或具備一定傳動齒比范圍的CVT變速箱來彌補直流電動機在轉速方面的短處。顯然,這樣的技術結構在空間布置以及重量控制方面對整車的設計都有不利的影響。當然,也可以只為電動機匹配一個單級減速器,但車輛的動力性能以及最高車速都會受到影響。

        異步電動機

        異步電動機的擁躉者中除了國內大多數廠商推出的電動車產品外,還包括在電動車陣營中獨樹一幟的特斯拉MODEL S。在技術方面,異步電動機為什么能夠得到普及?

        異步電動機也可被歸納到交流電動機范疇。變頻調速是電動機首先要具備的功能,因為,純電動車的車輪由電動機和差速器組成的傳動機構進行驅動,電動機本身的轉速范圍即可滿足車輛的行駛需要,因此,從技術結構來看,變速箱不再是整個動力系統(tǒng)的必要裝置,但是,在變頻調速的性能方面,還是對電動機提出了較高的要求,另外,倒車也是日常駕駛時經常遇到的問題,所以,還需要電動機能夠自如的在正反轉狀態(tài)間切換。

        異步電動機具備變頻調速的能力,其效果相當于我們所理解的裝配有無級變速箱的車輛在加速時發(fā)動機轉速與車速較為線性的對應關系。而上面提到的倒車問題,異步電動機也可輕易通過自身正反轉的切換給予滿足。

        異步電動機實現(xiàn)動能回收也更為容易。車輛滑行或制動時,車輪反拖電動機轉動,在這個工況下,電動機可進行發(fā)電并將電能回收到電池中,以此延長車輛的續(xù)航里程。

        功能上能夠滿足電動車的技術需求,但其自身結構并不復雜,由此帶來的是堅固耐用、工作狀態(tài)穩(wěn)定、成本易控等優(yōu)勢。

        永磁同步電動機

        永磁同步電動機的結構與直流電動機相似,這樣便可具備無刷直流電動機結構簡單、運行可靠、功率密度大、調速性能好等特點。與此同時,由于永磁同步電動機采用的驅動方式不同于直流電動機,所以,在噪音以及控制精度環(huán)節(jié),永磁同步電動機更勝一籌。

        永磁同步電動機的使用對于電動車的乘坐舒適性也有幫助。通常情況下,我們把乘員艙的靜音性當做衡量一款汽車舒適性的因素之一,對于一般用戶而言,這樣的衡量標準電動車同樣適用。目前的電動車大多只提供一級減速器,所以,電動機的轉速較高,受電動機驅動方式、裝配精度以及各個部件間的匹配等因素影響,車輛行駛時電動機發(fā)出的噪音有可能影響到車內乘員的乘坐舒適性。當然,我們并不能否然整車隔音工程的作用,但僅評價對噪音源的控制,永磁同步電動機還是有一定優(yōu)勢,另外,它的體積也更小,換言之,布置更為靈活,更輕的自重對整車重量也有所貢獻。寶馬i3所使用的正是永磁同步電動機。

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