电动机的重要性
新能源汽车从外观到内饰,与传统汽车相差并不大,两者的最大区别主要体现在内部结构。大部分新能源汽车使用电动机替代了普通内燃机,构成了“电池-控制模块-电机”的传动逻辑,可以说电动机就是新能源汽车的心脏。相对于电池,电动机在技术方面已非常成熟,目前适合做新能源汽车动力且常见的有三类,分别是直流电机、永磁同步电机和交流感应电机。
新能源汽车电机选择
成为新能源汽车的动力电机,需满足以下特点:
1.启动转矩大:保证汽车的良好起动和加速性能;
2.恒功率区宽:保证汽车在不同的速度下都能保持最高的效率;
3.调速范围大:低速时具有大转矩,高速时具有高功率;
4.高效率:以85%~93%的效率为佳;
5.能量回收率高;
6.尺寸要小;
7.可靠性高;
8.制造和维护成本低。
使用电动机的好处
1.即使噪音控制技术再厉害的内燃机,也不如天生平顺的电动机安静;
2.扭矩输出优秀,动力毫无迟滞感;
3.按照最平均的耗油量和耗电量计算,大部分新能源汽车在使用成本上完胜传统汽车;
4.在节能环保方面,使用电动机比普通内燃机更好。
直流电机
优点:
1.使用最早的驱动电机,技术成熟、成本较低;
2.起动转矩和制动转矩大,易于快速起动和停止;
3.调速范围广、方便,易于平滑调速。
缺点:
1.笨重,质量和体积较大;
2.可靠性差,需定期维护;
3.由于结构中存在电刷、换向器等元件,磨损使得效率低;
4.转速过高时会产生火花,制约了最高转速。
与其他驱动系统相比较处于劣势,在新能源汽车上已逐渐被淘汰。
永磁同步电机
优点:
1.转子的磁场是由永磁体产生的,避免了因生磁而导致的电能损耗,故效率比其他电机高;
2.低转速高扭矩的优点能满足车辆在复杂多变的路况下行驶;
3.尺寸和质量更小,使其布置更加灵活。
缺点:
1.永磁材料怕高温,高温环境下有退磁的风险;
2.大功率的永磁同步电机,体积和质量很难控制。
永磁同步电机因其各方面性能都出众一点,是目前新能源汽车应用最广泛的电机。
交流感应电机
优点:
1.交流感应电机抗高温性能强,环境适应性更佳;
2.效率并不低,制造和维护成本更低;
3.转速范围是三种电机中最广的;
4.可采用空气冷却或液冷,冷却速度快。
缺点:
1.最大缺点是逆变器结构复杂,且容易损坏;
2.耗电量较大,转子容易发热。
目前已经成为电动车上应用较多的驱动电机。
总结
虽然与传统汽车相比较,目前新能源汽车在乘坐舒适性、节能环保和使用成本上越来越占优势。但是,作为新能源汽车关键零部件的驱动电机、电池等技术,其可靠性、成本、耐久性等主要指标仍不能满足新能源汽车越来越大的市场需求,成为制约新能源汽车发展的主要因素。不过科技的革新永远是最强的市场催化剂,相信随着这些技术瓶颈一一突破,选购新能源汽车的人将越来越多,新能源汽车市场繁荣指日可待。