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电动汽车电动机阅读:133

    是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称(俗称马达),在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电动汽车的动力源。

产品分类

    电动汽车电动机可分为交流电动机、直流电动机、交/直流两用电动机、控制电动机(包括步进、测速、伺服、自整角等)、开关磁阻电动机及信号电动机等多种。适用于电力驱动的电动机可分为直流电动机(将直流电能转换为机械能的电动机)和交流电动机(将交流电能转换为机械能的电动机)两大类。目前在电动汽车上已应用的和有应用前景的有直流电动机、交流感应(异步)电动机、永磁无刷电动机、开关磁阻电动机等。

性能要求

    汽车行驶的特点是频繁地启动、加速、减速、停车等。在低速或爬坡时需要高转矩,在高速行驶时需要低转矩。电动机的转速范围应能满足汽车从零到最大行驶速度的要求,即要求电动机具有高的比功率和功率密度。电动汽车电动机应满足的主要要求可归纳为如下10个方面:

    (1) 高电压。在允许的范围内,尽可能采用高电压,可以减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸,特别是可以降低逆变器的成本。工作电压由THS的274 V提高到THS B的500 V;在尺寸不变的条件下,最高功率由33 kW提高到50 kW,最大转矩由350 N"m提高到400ON"m。可见,应用高电压系统对汽车动力性能的提高极为有利。

    (2)转速高。电动汽车所采用的感应电动机的转速可以达到8 000一12 000 r/min,高转速电动机的体积较小,质量较轻,有利于降低装车的装备质量。

    (3)质量轻,体积小。电动机可通过采用铝合金外壳等途径降低电动机的质量,各种控制装置和冷却系统的材料等也应尽可能选用轻质材料。电动汽车驱动电动机要求有高的比功率(电动机单位质量的输出功率)和在较宽的转速和转矩范围内都有较高的效率,以实现降低车重,延长续驶里程;而工业驱动电动机通常对比功率、效率及成本进行综合考虑,在额定工作点附近对效率进行优化。

    (4)电动机应具有较大的启动转矩和较大范围的调速性能,以满足启动、加速、行驶、减速、制动等所需的功率与转矩。电动机应具有自动调速功能,以减轻驾驶员的操纵强度,提高驾驶的舒适性,并且能够达到与内燃机汽车加速踏板同样的控制响应。

    (5)电动汽车驱动电动机需要有4一5倍的过载,以满足短时加速行驶与最大爬坡度的要求,而工业驱动电动机只要求有2倍的过载就可以了。

    (6)电动汽车驱动电动机应具有高的可控性、稳态精度、动态性能,以满足多部电动机协调运行,而工业驱动电动机只要求满足某一种特定的性能。

    (7)电动机应具有高效率、低损耗,并在车辆减速时,可进行制动能量回收。

    (8)电气系统安全性和控制系统的安全性应达到有关的标准和规定。电动汽车的各种动力电池组和电动机的工作电压可以达到300 V以上,因此必须装备高压保护设备以保证安全。

    (9)能够在恶劣条件下可靠工作。电动机应具有高的可靠性、耐温和耐潮性,并在运行时噪声低,能够在较恶劣的环境下长期工作。

    (10)结构简单.适合大批量生产,使用维修方便.价格便宜等。

研发历史

    1949年全国总装机184.83万千瓦,全国仅有为数不多的电机修理厂;1958年上海电机厂造出世界上第一台双水内冷发电机(汪耕院士,汪槱生院士);1999年中科院电工所(顾国彪院士1958年开始研究)东方电机厂(饶芳权院士)合作用蒸发冷却改装成功李家峡400MW 水轮发电机的4 号发电机;2003年已达3.9亿千瓦,为1949年的211倍,形成了以上海,哈尔滨及四川东方三大发电设备制造集团为骨干的制造企业群.但人均装机容量不到0.3千瓦,我国年人均用电量仅相当于世界水平的1/3 .

市场情况

    我国中小型电机有一定生产规模的企业有300多家,生产的电机产品有300多个系列.近l 500个品种。1997年我国中小型电机产量约为25 288MW,1998年约为42 505MW,1999年约为42 O00MW。电动机出口量约l为7 O00MW。可以看出1998年较1997年电机产量有较大的提高,到I999年电机产量略有下降,企业负债持续攀升.效益不断下滑,行业整体形势有所下降。但随着改革开放的深人,国家宏现政策的调整以及市场需求的推动,我国电机产品由劳动密集型、资源密集型向高附加值和高技术含量的产品转移,出口产品结构也逐步趋向于市场化和台理化。

    我国300多个中、小型电机企业大多集中在沿海地区西部地区的企业寥寥无几,在国家开发西部的大好机遇里对电机行业的发展提供了一个发展的机会。另外我国加入WTO后可将国内一部分富裕的电机生产能力转移到国外击,也是发展的一条出路。在国际市场上, 电机是机电产品的重要组成部分之一,每年的贸易额约35亿美元 中、小型电机行业单机出口产品主要为交流电动机、交流发电机及直流电动机。

    目前我国常年为出口生产的厂家达40家左右,出口的地区及国家达60多个,主要分布情况是东南亚最多,其次是欧洲及美国、日奉、加拿大等国。据中、小 电机行业近80个企业调查.产品出口产量为1996年3 917.4MW,1 9 9 7年4 6 3 8MW 、1 9 9 8年4456MW。据海关统计:中、小型电机出口量为1996年3 768MW 、1997年4 532~1W、1998年6 721MW 和1999年7 O00MW。中.小型电机出门产量占当午辛年产量的10%左右,大约创汇分别为1.I4亿美元、1.56亿美元、1.85亿美元和2.2亿美元。约占世界贸易额的3%~5%,份额很小。由此可以看到中、小型电机的发展还是有很大发展空间的。

    据统计,我国电机耗电占全国耗电量的60%以上,其中小型三相异步电机耗电约占35%,所以在我国开发推广高效电机是提高能源利用率的重要措施之一,也符合国际发展趋势。

    我国目前已具备了生产高效电机的技术条件,但由于市场条件不够成熟,产量和市场容量都较小。1999年高效电机国内市场占有率仅2%,2000年为4.7%;2001年也只有6.5%,其中70%以上为出口。

工作原理

    1、什么叫电机?

    答:电机是将电池电能转换成机械能,驱动电动车车轮旋转的部件。

    2、什么是定子?

    答:有刷或无刷电机工作时不转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的电机轴叫定子,此种电机可以叫内定子电机。

    3、什么是转子?

    答:有刷或无刷电机工作时转动的部分。轮毂式有刷或无刷无齿电机的外壳叫转子,此种电机可以叫外转子电机。

    4、什么叫碳刷?

    答:有刷电机里面顶在换相器表面,电机转动的时候,将电能通过换相器输送给线圈,由于其主要成分是碳,称为碳刷,它是易磨损的。应定期维护更换,并清理积碳。

    5、什么是刷握?

    答:在有刷电机里面盛装并保持碳刷位置的机械导槽。

    6、什么是换相器?

    答:有刷电机里面,具有相互绝缘的条状金属表面,随电机转子转动时,条状金属交替接触电刷的正负极,实现电机线圈电流方向的正负交替变化,完成有刷电机线圈的换相。

    7、什么是相序?

    答:无刷电机线圈的排列顺序。

    8、什么是磁钢?

    答:一般用于称呼高磁场强度的磁性材料,电动车电机都采用钕铁硼稀土磁钢。

    9、什么是有刷电机?

    答:电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转,线圈电流方向的交替变化是*随电机转动的换相器和电刷来完成的。在电动车行业有刷电机分高速有刷电机和低速有刷电机。有刷电机和无刷电机有很多区别,从名字上可以看出有刷电机有碳刷,无刷电机没有碳刷。

    10、什么是无刷电机?

    答:由控制器提供不同电流方向的直流电来达到电机里面线圈电流方向的交替变化,无刷电机的转子和定子之间没有电刷和换相器。

    11、电机如何实现换相?

    答:无刷或有刷电机在转动时,电机里面线圈的通电方向需要交替变换,从而达到电机能连续转动。有刷电机的换相*换相器和电刷共同完成,无刷电机*控制器来完成。

    12、什么是缺相?

    答:无刷电机或无刷控制器的三相电路中,有一相不能工作。缺相分主相位缺相和霍耳缺相。表现为电机抖动不能工作,或转动无力且噪音大。控制器在缺相状态下工作是很容易烧毁的。

    13、电机常见的种类有哪几种?

    答:常见的电机有:有刷有齿轮毂电机、有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机、侧挂电机等。

    14、从电机的种类上怎么区分是高低速电机?

    答:A有刷有齿轮毂电机、无刷有齿轮毂电机属于高速电机;

    B有刷无齿轮毂电机、无刷无齿轮毂电机属于低速电机。

    15、电机的效率是怎么定义的?

    答:电机的效率是指电机所输出的机械能与电源所提供的电能之比。用字母“り”表示。

    16、无刷电机是如何分类的?

    答:从相角上可分为两个大类,即分为60°和120°相位角的无刷电机;按速度分,可分为高速无刷电机和低速无刷电机;按电机是否具有位置传感器来分,又分为有位置传感器无刷电机和无位置传感器无刷电机。

    17、什么是无位置传感器无刷电机?

    答:对于无位置传感器无刷电机必须要先经将车用脚蹬起来,使电机具有一定的旋转速度以后,控制器才能识别到无刷电机的相位,之后控制器才能对电机供电。因其不能实现零速启动,所以用的很少。但其因为没有传感器,所有少了一个故障点,而且其成本更低。

    18、无刷电机霍耳的耗电量大致范围是多少?

    答:无刷电机霍耳的耗电量大致范围是6mA-20mA不等。

    19、无刷电机霍耳的电压范围是多少?

    答:无刷电机霍耳的电压范围一般是在3-24V。

    20、一般电机在多高的温度下能够正常工作?电机最多能够承受多高的温度?

    答:如果测量电机盖的温度超过环境温度25度以上时,表明电机的温升已经超出了正常范围,一般电机的温升应该在20度以下。一般电机线圈是由漆包线绕制而成,而漆包线在温度高于150度左右时其漆膜会因为温度过高而脱落,造成线圈短路。当线圈温度在150度以上时电机外壳所表现出的温度在100度左右,所以如果以其外壳温度为依据则电机所承受的最高温度为100度左右。

    21、电机的温升应在20℃以下,即电机端盖的温度超过环境温度应小于20℃,但电机发热超过20℃的原因是什么?

    答:电机发热的直接原因是由于电流大引起的。一般可能是线圈短路或开路、磁钢退磁中电机效率低等造成,正常情况则是电机长时间大电流运转。

    22、怎样测量无刷电机的相角?

    答:接通控制器电源,由控制器给霍耳元件供电,就可以检测到无刷电机的相角了。方法如下:用万用表的+20V直流电压档,并将红表笔接+5V线,黑表笔分别测量三个引线的高低电压(这里的红黑表笔的用法上有一个技巧),按60°及120°电机的换相表对照即可。

    23、如果60°的无刷控制器用在120°无刷电机上会有什么状况?反之又如何?

    答:都会导致缺相的现象,不能正常运转;但天津松正研制的一种智能型无刷控制器能够自动识别60°电机或120°电机,从而可以兼容适配二种电机,使得维修更换更加容易。

    24、有刷高速电机和有刷低速电机有什么直观上的区别?

    答:A.高速电机有超越离合器(象飞轮一样的功能),往一个方向转轻松,往另一方向转费力;低速电机双向转都一样轻松。

    B.高速电机的车转动时噪音较大,低速电机转动噪音较小。有经验的人很容易凭耳朵识别。

    25、电机的起动电流是怎样定义的?

    答:一般要求电机的起动电流不能超过其额定电流的2~5倍,这也是为什么在对控制器上做限流保护的一个重要原因。

    26、市场上销售的电机转速为什么越来越高及有何影响?

    答:A.供应商方面提速可以降低成本,同样是低速电机,速度高了线圈的匝数少了、也省了硅钢片、磁钢数目也少了,购买者认为速度高就好。

    B.额定速度工作时,其效率不变,但在低速区时效率明显低了,也就是启动无力。

    C.效率低,需要用大电流启动,骑行电流也大,对控制器的限流要求大,对电池也不好。

    27、出现电机异常发热怎么维修?

    答:维修处理的方法一般为更换电机,或进行维护保养。

    28、电机的空载电流大于参考表极限数据时表明电机出现了故障,产生的原因有哪些?怎么维修?

    答:电机内部机械摩擦大;线圈局部短路;磁钢退磁;直流电机换相器积碳。维修处理的方法一般为更换电机,或更换碳刷,清理积碳。

    29.各种电机的无故障最大极限空载电流是多少?

    电机形式额定电压24V时额定电压36V时

    侧挂电机2.2A1.8A

    高速有刷电机1.7A1.0A

    低速有刷电机1.0A0.6A

    高速无刷电机1.7A0.6A

    低速无刷电机1.0A0.6A

    30、人力骑行时感觉速度慢、滞重感强

    (1)前刹车或抱闸(涨闸)与转动部位磨擦→调整前后刹车与转动部件间隙,既要使转动灵活,又要保证刹车制动性能良好。

    (2)链条过紧→调整后轮轴前后位置

    (3)前后轴档及中轴部件并帽过紧或部件磨损→松动紧固件,或更换磨损的部件。

    (4)前后轮胎充气不足→轮胎充气至足。

    31、电池充足但负载情况下两只红灯就熄

    (1)充电器输出电压偏低→按充电器维修方法排除故障。

    (2)电池充电时间短→重新充电延长充电时间。

    (3)电池组或其中单只容量下降→按电池箱维修方法排除故障。

    (4)电极损坏或接触不良→更换电极。

    32、在行驶中有停驶、时快时慢、无力等感觉

    (1)七芯连接接触不良→换七芯线。

    (2)霍尔断电刹把接触不良→换霍尔断电刹把。

    33、电池充足,显示灯全亮,但负载轮毂转动无力

    (1)齿轮磨损打滑→更换齿轮。

    (2)轮毂电机绕组部分短路→更换电机。

    (3)自行车装配问题或部件磨损→更换减振橡皮。

    34、电力驱动有不规则的停转

    (1)控制器与电动轮毂接插件松脱或导电不良→重新插紧接插件或更换插件。

    (2)轮毂电机炭刷与转子接触不良→按轮毂维修方法排除故障。

    35、电力驱动噪音响

    (1)轮毂齿轮缺油→打开轮毂,涂上齿轮油脂。

    (2)齿轮缺损→更换齿轮。

    (3)齿轮外壳轴承损坏→更换轴承。

    拆卸电机之前应首先拔开电机与控制器的引线,此时一定要记录下电机引线颜色与控制器引线颜色的一一对应关系。

    打开电机端盖之前应清洁作场地,以防止杂物被吸在电机内的磁钢上。做好端盖与轮毂相对位置的标记。注意:一定要对角松动螺钉,以免电机外壳变形。

维护保养

    电动汽车电机的维护及保养要点:

    1、电机的接线:电动机的四根引出线缆标记如下:A1—电枢绕组首端,A2—电枢绕组的末端,D1(D3)— 串励绕组首端,D2(D4)— 串励绕组末端。D2与A1相连接,在D1和A2之间加上电压,电机即可转动。若要返转D1、D2或A1、A2任何一组对调即可实现。

    2、电动机换向器端开有4个检查窗,供观察和维护换向器及更换电刷用。

    3、电机的最小允许绝缘电阻为(250V兆欧表):45伏以下的电机为0.5MΩ,45-100V的电机1 MΩ。

    4、必要时,应清刷换向片之间小沟及换向器表面上碳精粉末。

    5、电机不允许高速空转启动。

    6、定期打开百页窗检查换向部分及电刷是否正常。

故障排除

    (1)电动汽车仪表显示正常,电机不转故障原因  ①闸把损坏判断

    ②调速转把损坏判断

    ③电机损坏判断

    ④控制器损坏

    (2)故障排除

    ①拔下刹把插座(常开型刹把)。如电机运转,则为刹把故障,应更换刹把。

    ②转把源5V电压正常,检测转把信号电压,转动转把,信号电压应在0.8~4.2V由低向高变化。如电压无变化且小于1V,则为转把故障或转把线有短路。如电压大于1V且变化正常,检测电机霍尔信号(黄、绿、蓝线)。如三相霍尔信号线电压全部为5V且接触良好,则电机霍尔损坏,应更换电机或电机霍尔元件。

    ③分别检测电机霍尔信号线,用手慢慢转动电机,每相电压应在0~5V之间变化,如电压无变化则为电机霍尔损坏,应更换电动汽车电机或电机霍尔元件。如每相电压变换正常,且供电正常,则控制器损坏,更换控制器。

    ④用万用表检测控制器电源输入端电压,电压应大于36V(电池充足电),如无电压,应检查输入线。检查控制器转把电源电压(接转把的红、黑线),正常电压在5~6V,如无5V电压,拔下转把插座,电压恢复5V,则可能为电机霍尔元件短路,如仍无5V电压,则为控制器故障,应更换控制器。

    ⑤首先检查调速转把和电动汽车电机霍尔开头有无短路,一般下雨受潮后更容易造成接头短路,因此要注意转把接头防水,若控制器损坏后更换新控制器前首先应检查转把和电机霍尔开关是否短路?否则会造成更换控制器连续损坏!

    ⑥或电机不转,重点检查电机霍尔开关和转把信号,若一通电,控制器外壳很烫,一般是控制器内部功率管短路,应立刻切断电源。

发展前景

    电动汽车的发展史是螺旋上升的历史。从1834年美国人达温坡特(Davenport)在布兰顿城街上演示他自己制造的小电池车开始,电动车逐渐发展达到兴盛。19世纪末,汽车制造成功,由于汽车的性能远高于电动车,使电动车受到排挤。20世纪60年代,汽车已成为城市主要污染源,70年代出现了石油危机,这使电动车重又得到重视。各国政府开始制定法规研制电动车。汽车工业已发展成为国民经济的支柱产业,汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分;但同时,汽车给城市造成了严重的污染,而且全球已探明石油资源仅能开发使用40多年。因此,研究高性能的电动车以替代汽车是历史的必然。目前,世界电动车的发展已由试运行向推广应用方向过渡:日本从1996年开始向国内用户销售商品车,美国从1997年开始向美国用户销售商品车。中国的电动车目前处于研制阶段。为了促进国际广泛的交流与合作,国家科委和机械工业部在1996年12月6~15日举办了1996北京国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流、研讨会暨展览会。就电动车发展中的各种问题进行了探讨。同时,国内外的汽车生产厂家及国内的一些大专院校、科研单位展出了自己研制的电动车。本次会议反映了电动车的一些最新研究成果,从中也可以看出电动车用电机的发展趋势。

    2制约电动车发展的关键

    以电动车与传统的燃油汽车进行比较,相当于以电池代替燃油,以电动机代替发动机。由于电池的能量密度(单位重量储存的能量,wh/kg)远远低于燃油,传统结构电动机的性能又不能直接适用于电动车,因此,电池和电动机既是电动车的核心,同时又是制约电动车发展的关键。

    3 电动车用电机的发展趋势

    虽然各种各样的驱动用电动机早已研究得很成熟,但它们并不能直接适用于电动车,因为电动车有其特有的运行特点,所以所用的电动机必须满足这些特点才能获得高性能。

    3.1电动车的特点

    电动车最显著的特点是频繁的起停、加减速,而不是运行于某一恒速下。电动车主要用于在污染比较严重的大中城市市区固定路线行驶和某些特殊场合,如机场、车站、码头、仓库、遂道和旅游区域等地方。人们对电动车的1次充电行驶距离和最高时速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充电行驶50~100km,最高时速在100km/h以内就可满足要求。从长远看,电动车要取代燃油汽车,它的性能必须可与燃油汽车相比,所以它的1次充电行驶距离和最高时速都要大大提高。另外,可靠性和价格也是人们比较关注的问题。

    3.2电动车用电机应具备的特点

    基于电动车的特点,对所用的电动机就应有一定的要求。为了提高最高时速,电动机应有较高的瞬时功率和功率密度(w/kg)。为了提高1次充电行驶距离,电动机应有较高的效率,而且电动车是变速工作的,所以电动机应有较高的高低速综合效率。电动车起动和爬坡时速度较低,但要求力矩较大;正常运行时需要的力矩较小,而速度很高,故用于电动车的电机的典型机械特性曲线如附图所示。即在低速时为恒转矩特性,高速时为恒功率特性,且电动机的运行速度范围应该较宽。另外,电动机应坚固、可靠,且价格较低。

    3.3电动车用电机的发展趋势

    在电动车发展初期,多采用直流电动机。在试制大客车时用串励电动机,在小客车及小货车上用并励、复励电动机。随着永磁材料的发展,永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是有比较好的控制特性。但它重量大,效率低,价格贵,而且由于电刷和滑环的存在,需要维护,电刷磨损又会造成不安全工作。因此,随着电力电子器件的发展,交流电动机逐渐成熟,直流电动机逐渐被交流电动机所取代。这次会议参展的电动机也以使用交流电动机为主。

    异步电动机以其低费用、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点而首先被选用,矢量控制的异步电动机更以其优异的性能成了电动车的第一选择。本次参展的美国通用汽车公司的EVl、福特汽车公司的Ranger EV以及国内远望公司的电动客车都采用了异步电动机。以.EVl为例,其性能见附表,EVl是曾在1990年芝加哥汽车博览会上引起轰动的“冲击”(Impact)概念车的商品化车。可以看出,它的续驶里程和最高时速都达到很高的数值。但同时可见,电动机功率很大,电池电压很高,其性能与电动机功率或与电池电压的比值并不高。这是由于异步电动机存在比较大的铜损,使效率下降。特别是在低速时,效率更低,这是它的致命弱点。

    以永磁同步电动机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势而在电动车领域被广泛应用。这类电动机的价格偏高,但随着批量生产和永磁材料价格的进一步下降,它的价格会下降。这类电动机也有它的弱点,由于功

    率电源电压的限制,原边绕组的匝数不能超过一定数值。因此,对于电动机,提高旋转频率和不增大电流而提供要求的输出功率很困难。即在高转速下如要提供足够的输出功率就必须增大电流,这就消耗了大量的电能,降低了效率;若不增大电流,则输出功率下降,电动车不能正常运行。本次参展使用永磁同步电动机有代表性的是日本丰田公司的RAV4 EV,使用无刷直流电动机有代表性的是清华大学等研制的电动轻型客车和中科院北京三环公司的电动轿车。它们的性能见附表。RAV4 EV使用了高性能的镍氢电池,其最高时速和续驶里程都较高,已达实用化阶段。清华大学和三环公司的电动车使用铅酸电池,指标也很高。

    开关磁阻电机结构简单、紧密、坚固、效率高,低速时可提供很大的转矩,且驱动器结构简单,它曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。它的缺点主要是振动和噪声较大。本次参展使用开关磁阻电机的典型电动车是意大利菲亚特公司的菲亚特500型电动车,其性能见附表。可以看出,在一定功率下,它所能提供的最大转矩较大,即最大转矩与功率之比较大。

    可见,电动车使用的各种电动机各有优点,同时又都有其不利的一面,从而使它们并不能完全适合于电动车。因此,继续开发适用于电动车的电动机仍是电机工作者的任务。哈尔滨工业大学研究的多态电机就是这样一种尝试。这是一种融混合式步进电动机和异步电动机的结构于一体的电机,即在传统的混合式步进电动机的转子槽内配置一套笼型绕组,将定子铁心分为两段,两段定子铁心之间放置一个轴向电磁励磁线圈,其余结构与混合式步进电动机相同。低速时,给电机定子绕组按混合式步进电动机方式供电,则电机作为混合式步进电动机运行。高速时,给电机定子绕组按异步电动机方式供电,同时轴向电磁励磁线圈通电产生对磁钢去磁的轴向磁场,使磁钢对电机运行不产生或产生很小的影响,这时电机作为异步电动机运行。这样,这种多态电机同时具有混合式步进电动机低速时高转矩和异步电动机高速时高效率的优点,具有较高的高低速综合性能和较宽的运行速度范围。这次参展的EV96—1型电动轿车就是使用的这种多态电机,目前这种电机仍正在研制中。

    3.4驱动方式的发展趋势

    传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄,必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮,它们在汽车运行中消耗一部分机械能,使车轮得到的功率不到发动机功率的2/3,大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点,电动车可以采用四种驱动方式:与传统燃油汽车相同;省略减速器;进一步省略差速器,电动机同轴驱动车轮,即轴驱;将电动机直接装在车轮内,即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损,提高了传动效率,又具有最小的体积、最轻的重量,同时故障率降低。因此,轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究,如在第26届东京Motor展览会上,东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式,其最高时速为176km/h,1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速),用的是镍镉电池,它是当时性能最佳的电动车,这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家,即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂,故需要在控制上多做工作。

    4结论

    a.作为电动车用电机,直流电动机已逐步被淘汰。

    b.异步电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机都已被用来驱动电动车,它们各有自己的优势,但也都有各自的弱点,并不完全适合于电动车。

    c.进一步研究更适合于驱动电动车的电动机是电机工作者的任务。多态电机是一种有前途的电机。

    d.轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。

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