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异步电机在电动汽车驱动领域优势明显

文章来源: 上传时间:2019-09-05 浏览次数:

​现在,在电动轿车驱动电机,国内首要选用功率永磁同步电机,其市场占有率到达了80%以上。虽然现在异步电机占有率较低,可是在高速可靠性方面,异步电机具有天然生成的优势,尤其是在未来集成化、高速化的发展趋势下,比较永磁电机,异步电机的长处会愈加突出。

未来电动轿车的发展趋势是什么?

未来电动轿车发展首要集中在以下三个方面

  • 动力类型。以锂电池和燃料电池为代表的动力电池技术在近些年里获得了突破性发展,其生产规模迅速扩展,市场价格显着下降,打破了长期以来制约电动轿车发展的瓶颈,因而,未来数十年内电动轿车全面替代传统燃油轿车的趋势已不可逆转。

  • 电核心。由电机、驱动器和减速器组成的电驱动体系是电动轿车动力总成中的核心,而“轻量化、高可靠性和高性价比”则是电驱动体系永久的寻求方针。

  • 集成化。“高速电机+高频驱动器+紧凑型减速器”三合一集成化是未来发展电驱动体系的有效途径。2017年国家立项的许多电动轿车电机项目中就是以高速电机为主,并且驱动器的频率将逐步进步。在减速器方面,选用新式的行星齿轮后可以使电机体系愈加紧凑,归纳上述技术办法后电机分量可以大幅下降。美国计划在2025年之前使电动轿车驱动电机功率密度大幅进步,进步的途径只能经过集成化来完成。

电动轿车对驱动体系、减速器和变速器的要求有哪些?

电动轿车对驱动体系、减速器和变速器的要求如下:

电动轿车对驱动体系的基本要求有两点,详细原理如下所示:

  • 低速大转矩

  • 高速宽恒功规模

点评电机的能力大小首要看其峰值转矩,这儿比较重视的就是减速器和变速器,详细要求如下所示:

电动轿车对减速器的要求有:

  • 全域转速紧缩,转矩扩大

  • 要求电机恒功规模宽

电动轿车对变速器的要求有:

  • 局部转速紧缩,转矩扩大

  • 频驱动器+紧凑型减速器”要求电机恒功规模较窄

如上图所示,绿色线条和蓝色线条组合后是赤色线条,组合后的恒功区规模比电机自身的恒功区规模宽,即假如有相同的恒功区要求,组合后的恒功区就可以做得窄一点。背面之意还有,假如电机的恒功区做不宽,那么可以选用变速箱(如两档变速箱)来完成;假如电机恒功区可以做宽,那咱们就选用减速器。在本年的轿车百人会上,许多厂商力推两档变速箱,背面之意就是电机的恒功区做不宽,运用变速器的原因之一就是电机的转速不可能再进步了,而限制了高速电机的运用,例如,若轿车最高转速为6,000r/min,那么电机转速只能做到6,000r/min,假如电机转速要到达12,000r/min是不可能完成的,这时就得运用减速器,所以减速器可以极大地缩小电机的尺度和分量,但变速器只是将较窄的恒功区拓展。像传统的汽油车仅仅是靠变速箱来完成的,因为汽油机的恒功区非常窄,恒转矩区也很小,终究依托4~5档的变速箱来完成整个恒功区间。

现在电动轿车驱动电机范畴首要以永磁同步电机为主,异步电机占比较少,那么永磁同步电机和异步电机的机械特性有什么特色?

永磁同步电机、异步电机的特色如下:

永磁电机

  • 永磁电机反电势。永磁同步电机遇到的一个很大的困惑是怎么断定反电势,前期国内电机厂商反电势获得较低,可是效果很差,反之选取较高的反电势有利于进步电机的转矩密度,但可能造成驱动器和动力电池过压损坏,因而咱们提出了安全电压准则:电机在最高转速下的反电势经不控整流得到的直流电压值不得超过驱动器可以接受的安全直流母线电压,即安全电压规划准则决议了永磁同步电机反电势取值规模。

  • 永磁电机伏安容量。关于宽恒功机械特性,永磁电机需求超出功率容量较大的伏安容量,相应地需求较大容量的驱动器,即100kW的电机需求配套200kVA乃至250kVA的变频器。

异步电机

  • 异步电机作业磁链。因为异步电机没有永磁励磁,它的励磁运用定子侧来励磁,因而重点是异步电机的作业磁链。断定异步电机的作业磁链,异步电机分两个区:第一是恒转矩区,转矩最大,为了减小转矩电流,应该将磁链进步到最大值,最大磁链和额外转速点对应,额外电压时应接近满压,由此决议了感应电动势,感应电动势因而决议了最大磁链。

  • 异步电机恒功区。在恒功区,咱们期望感应电压坚持稳定值,那么功率和电流也是稳定值。与永磁电机不同的是,异步电机在恒转矩区磁链保持稳定,在恒功率区,磁链反比下降,这是异步电机调磁的优势。

  • 异步电机伏安容量。关于宽恒功机械特性,异步电机需求的伏安容量略大于电机的功率容量,相应地需求的驱动器容量较小。

从根本上讲,永磁电机、异步电机的特色是客观存在的。可是跟着电机向集成化、高速化发展,极对数会相应削减,异步电机的优势越来越显着,所以未来异步电机的远景是很大的。

结  论

归纳全文,咱们得出以下定论:

  • 电动轿车电驱动体系中,电机与宽恒功规模机械特性之间的匹配关系是比较电机适用性的重要基本准则。

  • 安全电压规划准则决议了永磁同步电机反电势取值规模。

  • 关于宽恒功机械特性,永磁电机需求超出功率容量许多的伏安容量,相应地需求较大容量的驱动器。

  • 关于宽恒功机械特性,异步电机需求的伏安容量略大于电机的功率容量,相应地需求的驱动器容量较小。



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