【纯电动汽车电机研究】维修案例

1研究视野据统计，城市和郊区的汽车保有量占汽车总保有量的80%，其中60%以上的人每天行驶里程不到60 km。从运行路线来看，每天在固定路线上运行的汽车也占总数的55%。基于目前的电池技术，大部分汽车的续航里程可以达到150 km以上，运行线路也相对固定。只要做好规划，把充电桩放在特定的线路上，就可以缓解充电不方便的问题。因此，在城市交通尤其是公共交通中率先推广电动汽车，从技术路线上是可行的。

2驱动电机技术驱动电机在电动汽车上承担了类似于传统汽车中发动机的功能。车辆行驶时，依靠驱动电机提供的扭矩来提供驱动力。目前，电动汽车的主要驱动电机有DC电机、开关磁阻电机、异步电机、无刷DC电机和永磁同步电机。当驱动电机运行在恒转矩区时，转矩保持不变，功率随着转速的增加而线性增加。当驱动电机运行在恒功率区时，功率保持不变，转矩随转速的增加呈双曲线下降。当汽车启动和加速时，需要更高的扭矩，因此电动汽车主要运行在恒扭矩区，以获得更大的加速度。当驱动电机的功率由于转速的提高而达到最大时，主要用于克服驱动阻力，扭矩消耗相对较小，所以电动车主要运行在恒功率区，以获得较高的速度。电动汽车驱动电机及其控制系统的要求是：在整个运行范围内效率高；过载能力强，动态响应快，启动加速性能好；调速范围宽，低速运行时能提供大扭矩；高可靠性、高功率密度和低成本。2.1有刷DC电机有刷DC电机是一种将DC能量转化为机械能的电机。其电枢绕组和励磁绕组的磁场相互垂直，因此控制原理和手段相对简单，便于实现电机调速。目前的DC电机通过用永磁材料代替原有的励磁绕组，可以有效节省电机的径向空间，从而大大减小电机的定子直径。而且DC电机具有成本低、容易平滑调速、技术成熟等优点，串励、并励、他励、永磁等各种DC电机都应用在电动汽车上。一般DC电机的主要问题是因为换向器和电刷而降低了可靠性，需要定期维护。2.2交流异步感应电机感应电机具有效率高、结构简单、体积小、重量轻、可靠性高、免维护等特点，因此在电动汽车领域具有广阔的应用前景。然而，传统的变频调压控制技术并不能使感应电机满足要求的驱动性能，主要是因为其动态模型的非线性。用矢量控制方法控制感应电机可以克服因其非线性而带来的控制困难。然而，矢量控制电动汽车感应电机在轻载和有限恒功率工作区域运行时效率较低。2.3永磁同步电机在电动汽车驱动电机的发展中，永磁同步无刷电机是目前最有前途、应用最广泛的驱动电机之一，它具有以下优点：由于采用了高磁能积的稀土材料，可以大大提高气隙磁通密度和能量转换效率，电机的体积和质量也大大减小，有效提高了功率密度；采用高性能永磁材料，转动惯量更低，响应速度更快；因为取消了传统的电刷和换向器，不需要更换零件，维护更简单；采用电子功率器件作为换向器件，控制更加灵活；传感器检测信号可以传递给控制器，控制参数可以直接指示开关器件的导通情况，因此可调参数多，提高了控制的灵活性。2.4开关磁阻电机开关磁阻电机具有结构简单、制造成本低、转矩和速度特性好等优点，可用作电动汽车的驱动电机。开关磁阻电机在电动汽车上有很大的应用潜力，但由于极端严重的磁饱和以及极槽的边缘效应，使得设计和控制非常困难。