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电动汽车的心脏—电机及其控制系统

    电机就像是传统汽车中的发动机,其主要任务是在驾驶人的控制下,高效率地将动力电池存储的电能转化为车轮的动能驱动车辆,或者在制动时将车轮上的动能转化为电能反馈到动力电池中以实现车辆的制动能量回收。电机的优劣关系着电动汽车能否安全、可靠、高效率地运行。

    设计优良的电机几乎可以在每一个方面都优于传统内燃机。与内燃机相比,输出功率相近时,电机具有体积小、重量轻、效率高的优点,而且运动部件更少,噪声更小,且需要的维护也少得多。

    你知道吗?

    与工业生产机械、家用电器中使用的电动机相比,电动汽车用驱动电机的工作环境有明显不同。电动汽车在运行过程中经常起动/停车、加速/减速、上坡下坡等,使得电机的输出转矩和功率变化频繁。此外,电机还要承受汽车在紧急制动、急转弯、急加速时的惯性力,车辆的颠簸和振动都会传递给电机,因此车用电机经常在冲击、振动等恶劣环境下工作。

    电动汽车经常采用的驱动电机有直流电斌交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。最早应用于电动汽车的是直流电机,这种电机的特点是控制性能好,成本低,但是体积大,寿命短,维护麻烦。随着电子技术、机械制造技术和自动控制技术的发展,交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机表现出比直流电机更加优越的性能,特别是永磁同步电机,目前已成为电动汽车的主流选择。

    为什么说电动汽车的控制器也很重要

    以目前电动汽车应用较多的交流电机为例,电机控制器负责检测和控制电机转子的位置、转速、功率变化和温度等参数,利用这些信息和由驾驶人发出的加速踏板、制动踏板命令,将车载动力电池提供的直流电压转换成用于精确控制驱动汽车.的交流电压,从而完成对电机驱动转矩和旋转方向的控制。

    当汽车加速或匀速行驶时,电机控制器使电机工作于电动机状态,驱动汽车前行。

    当驾驶人踩下制动踏板、汽车减速行驶时,电机控制器使电机工作于发电机状!态,使车轮的一部分功能反馈回电池,给电池充电。

    为什么电动汽车可以不用变速器

    不论是手动档还是自动档,燃油汽车的换档是为了满足汽车不同场合的需要。

    电机的大范围调速和较高的过载系数等工作特性决定了它不再需要变速器,只是在汽车起步时和起步后低速行驶时,使用一台减速器使电机满足低速大转矩工况要求。随着未来技术的发展,当电机的功率范围和转速范围被设计成能够满足汽车低速大转矩、高速大功率的行驶需要时,电机就可以直接驱动车轮,减速器也可以被省掉了。

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