电动轿车电机如何选择

2016-10-12
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低速电动轿车电机的选择:
 
一、 电机的分类和技术对比
 
目前电动车电机主要有:有刷直流电机、交流异步电机、开关磁阻电机和无刷直流电机。
 
1、有刷直流电机:分串励电机和他励电机
 
优点:启动转矩大、过载能力强。
 
缺点:需要定期更换碳刷、效率低、体积大、防护能力差、能量回馈差;由于受机械换向的影响,电机只能在中低速下运行。
 
串励电机的机械特性软:扭矩增大,转速降低很多,就是在增大负载或爬坡的时候,自动降低速度,比较适合电动车的使用特性;但是串励电机下坡的时候,踩油门加速会因转速过高而烧坏电机;如果控制器驱动管击穿,电压全加到电机上,电机速度急剧上升,发生“飞车”现象。
 
他励电机的机械特性硬,扭矩增大,转速降低很小;他励电机有速度保护,还可以利用刹车能发电。
 
2、交流异步电机:
 
优点:结构简单、电机本身可靠性高。
 
缺点:起动转矩小、起动电流大、电机要靠增大启动电流来产生大转矩;控制复杂(需要逆变器),能量回馈性能差。
 
3、开关磁阻电机:
 
优点:在低速时具有较大的转矩。
 
缺点:低速振动大、噪声大、效率偏低,能量回馈差。
 
4、无刷直流电机:
 
优点:
①电机外特性好,非常符合电动车的负载特性,电机具有低速大转矩特性,能够提供大的起动转矩,满足车辆的加速要求。
②速度范围宽,电机可以在低中高大速度范围内运行。
③电机效率高,尤其是在轻载车况下,电机仍能保持较高的效率,这对珍贵的电池能量是很重要的。
④ 过载能力强,满足车辆的突起堵转需要。
⑤再生制动效果好,在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态,给电池充电,同时起到电制动作用,减轻机械刹车负担。
⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。
⑦电机无机械换向器,采用全封闭式结构,防止尘土进入电机内部,可靠性高。
⑧电机控制系统比异步电机简单。
⑨控制器驱动管击穿,电机停转,不会“飞车”。
 
缺点:电机本身比交流电机复杂,控制器比有刷直流电机的控制器复杂。
 
二、电机选择注意事项
 
1、留有余量:电机选择留有20%的余量,防止电机损坏。一般提供以下信息,电机厂家就可以协助计算出电机的功率、转数、扭矩等参数。
 
设计车速?车轮半径?
 
自重?载人后总重量?
 
最大爬坡能力≥**%?
 
2、配套使用:电机和减速器、电机和控制器要匹配;电机厂一般同时提供减速器的参数,或配套减速器。
 
3、防护等级:电机一定要防水、防尘,否则容易损坏;市面上有些低端电动轿车,下雨后或洗车后没法开,多数是因为电机防水性能差。有刷电机的防护等级必须≥IP44,无刷电机的防护等级较高,一般可以达到IP65以上。除了电机本身防水,还要注意引线端子的防水,应该是直接引出线或者配防水接插件,接线螺母的方式不可取;如果为节约成本,选用接线螺母的方式,在接线后应该在端子处摸黄油,以防止水气和盐雾腐蚀。
 
4、工作电压:在保证安全的前提下,工作电压尽可能高一些,以减少工作电流,延长蓄电池寿命。
 
三、不同电机的经济性对比
 
同等使用条件下,如果选用交流异步电机需要增大功率,控制系统成本很高,不适宜低速电动车选用。开关磁阻电机还有待改进,暂时不宜采用。轮毂电机面临电子差速的难题,也不适宜在低速电动车上使用。

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