電動汽車電機的現狀

電控系統是電動汽車的大腦,指揮電動汽車電子設備的運行。車載能源系統是電子控制系統的核心技術,是連接電池和電池組與車輛系統的紐帶,包括電池管理技術、車載充電技術、DCDC技術和能源系統總線技術。因此,車載能源系統技術日益成為工業應用技術研究的重要方向,也日益成為工業發展的重要標志。目前,該技術已成為制約電動汽車產業鏈融合發展的重要瓶頸。

電動汽車電機的產業化改造

電動汽車顯示出從R&D向工業化轉型的跡象。動力電池、驅動電機、控制器等重點汽車企業和核心零部件制造商,經過幾年的推廣和示范工作,不斷發展壯大,推出了一系列符合性能要求的產品。然而,作為一種常見的關鍵技術,驅動電機和電池等關鍵部件的可靠性、成本和耐久性等主要指標已經不能滿足電動汽車發展的需要,成為電動汽車發展的主要制約因素。

電動汽車電機的研發難度很大

從電動汽車產業鏈的角度來看,受益者可能主要集中在核心部件上,對上游資源有較強控制權的公司也會受益。

R&D困難的主要原因如下:

第一,電池是目前電動車技術和成本的最大瓶頸。

第二,由于礦產資源的稀缺性,鋰、鎳等上游資源企業也會獲得很大的利潤。
第三,整車廠商比較混亂,目前沒有明確的壟斷領先優勢,首先要關注技術核心或者技術成熟商業化的車型的廠商。
電動汽車電機對驅動系統的要求
電壓高、質量小、起動轉矩和轉速范圍大、起動性能和加速性能好、效率高、損耗低、可靠性高。選擇電動汽車電機驅動系統需要考慮幾個關鍵問題:成本、可靠性、效率、維護、耐用性、重量和尺寸、噪聲等。純電動汽車電機的選擇包括電機類型、功率、扭矩和速度的選擇。
電動汽車電機的分類
目前,電動汽車用電機主要有DC電機、交流感應電機、永磁電機和開關磁阻電機。
1.電動汽車的DC馬達
優點:啟動加速度大,電磁轉矩控制特性好,調速方便,控制裝置簡單,成本低。
缺點:有機械換向器。高速重載運行時,換向器表面出現火花,電機轉速不宜過高。與其他驅動系統相比,它處于劣勢,已經逐漸被淘汰。
2.電動汽車交流感應電機
交流感應電機定子用于產生磁場,由定子鐵芯、定子繞組、鐵芯外殼和支撐轉子軸的軸承組成。交流電機具有價格低、維護方便、體積小等優點,但交流電機的控制復雜。已經成為交流驅動電動車的首選。
3.電動汽車交流感應電機
永磁電機利用永磁體產生氣隙磁通,永磁體取代了DC電機中的磁場線圈和感應電機中的定子勵磁機。永磁同步電機(PMSM)具有高效率、高轉動慣量比和高能量密度的特點,特別是其低速大扭矩的優點,能夠滿足車輛在復雜多變的道路上行駛的需要。是一款高性能低碳環保電機,隨著稀土永磁材料的出現,有望與交流感應電機爭奪市場。特別是在中小功率范圍內,得到了廣泛的應用。
4.電動汽車開關磁阻電機
開關磁阻電機的定子和轉子是由普通硅鋼片層疊而成的雙凸極結構。
優點:簡單、可靠、調速范圍寬、效率高、控制靈活、成本低
電動汽車的動態性能直接關系到電動汽車的功率。功率越大,電動車的加速性能和最大爬坡能力越好,質量越好,電機體積越大。但是電機不能長時間高效工作,會降低電動車的容量利用率和車輛的里程。
一般來說,電機的額定功率應滿足我國汽車最大速度的要求,電機的峰值功率應滿足汽車最大爬坡度和加速性能的要求。根據下面的公式,我們可以計算出我們的電機所需的功率。
車輛的驅動力來自車載電機,不同工況下車輛所需的驅動力不同。電機只能輸出扭矩,車輛在各種工況下所需的力是電機輸出的扭矩通過傳動系統,然后以扭矩的形式作用在驅動輪上驅動車輛前進。驅動電機所需的扭矩可以從汽車所需的驅動力中計算出來。
馬達的速度與賽車的速度直接相關。最大速度應滿足汽車最大速度的要求。