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        淺談新能源汽車輪轂電機

        2019-08-06 04:32:19鄭菊花
        現(xiàn)代經(jīng)濟信息 2019年12期
        關(guān)鍵詞:發(fā)展趨勢

        鄭菊花

        摘要:近年來,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,石油能源的開采量也愈來愈大。因此,石油能源已經(jīng)面臨著匱乏與枯竭的問題我國現(xiàn)階段的汽車大多數(shù)都是以燃燒石油能源為動力,排放的尾氣成了環(huán)境的污染。針對于此問題,新能源汽車已經(jīng)成為了行業(yè)的必然趨勢。其中,新能源汽車的輪轂電機是保證新能源汽車性能的關(guān)鍵。

        關(guān)鍵詞:新能有汽車;輪轂電機;發(fā)展趨勢

        中圖分類號:U469.72 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2019)018-0385-01

        汽車工業(yè)的發(fā)展與能源、環(huán)境問題密切相關(guān)。傳統(tǒng)模式下汽車的動力來源離不開石油能源,而以石油燃料作為動力的汽車會產(chǎn)生大量的汽車尾氣,造成了環(huán)境的污染。因此,新能源汽車的出現(xiàn)已經(jīng)成為了汽車行業(yè)的必然趨勢。目前,新能源汽車分為三類,分別為純電動汽車、混合電動汽車以及燃料電池汽車,通過電力以及部分的化石燃料進行汽車的動力支撐,有效的減輕了汽車尾氣產(chǎn)生的污染問題。為了發(fā)展新能源汽車,汽車的電機作為電動汽車的心臟,提升其技術(shù)十分重要。

        一、電機技術(shù)與驅(qū)動方式

        1.電機技術(shù)

        汽車的驅(qū)動電機區(qū)別于一般的工業(yè)電機,具有調(diào)速范圍廣、后備功率高、工作效率高、啟動轉(zhuǎn)矩大等特點。除此之外,汽車的驅(qū)動電機還要求其可靠性高、成本低、結(jié)構(gòu)以及維護簡單、耐高溫、耐潮濕并且適合大規(guī)模的生產(chǎn)。對于汽車電機來說,目前有三種形式,分別為永磁同步電動機、異步電動機、開關(guān)磁阻電動機。其中,永磁電機相對而言功率大、工作效率高、便于維護,成為了汽車制造的主流技術(shù)。隨著新能源汽車的出現(xiàn),永磁電機將會迎來高效的發(fā)展,逐漸趨近于高效率、高性能、高功率、高性價比的形式。除此之外,新能源汽車的驅(qū)動電機也逐漸趨向于數(shù)字化、集成化與永磁化。

        2.驅(qū)動方式

        目前,電機的驅(qū)動方式有兩種,分別為集中電機與輪轂電機。集中電機驅(qū)動的原理是以內(nèi)燃機為基礎(chǔ),但是以集中電機代替了內(nèi)燃機,和變速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)相連接。以集中電機進行驅(qū)動的汽車的最大程度的保留了原本的車型,僅對動力系統(tǒng)進行了更換,從而將傳統(tǒng)的內(nèi)燃機汽車改造成電動汽車,實現(xiàn)了汽車能源的清潔化,保證了環(huán)境的質(zhì)量問題。輪轂電機驅(qū)動的原理就是在車輪的輪轂內(nèi)安裝電機,將傳輸轉(zhuǎn)矩直接傳輸?shù)杰囕啠瑥亩岣吡塑圀w的利用率。輪轂電機主要采用永磁材料,以此來保證汽車的運行效率。

        二、輪轂電機的驅(qū)動方式

        一般來說,輪轂電機的驅(qū)動方式分為兩種,分別為減速式輪轂電機以及直接驅(qū)動式輪轂電機。減速式輪轂電機采用內(nèi)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu),汽車的動力輸出相對穩(wěn)定。通過行星齒輪或磁齒輪這兩種減速機構(gòu)可以實現(xiàn)輪轂電機在高速旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下進行減速操作。除此之外,減速式輪轂電機成本低、運行效率高、尺寸與質(zhì)量也相對較小。但是由于齒輪在電機工作過程中易受到磨損,因此會導致其壽命低、以發(fā)生故障,其發(fā)生故障時維修費用相對較高。另外,減速式輪轂電機的散熱性能較差,產(chǎn)生的噪音相對較大。直接驅(qū)動式輪轂電機采用外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),其動態(tài)響應迅速,工作效率高。與減速式輪轂電機相比其具有較強的優(yōu)勢,直接驅(qū)動式輪轂電機使用時間較長、不易發(fā)生故障,如果發(fā)生故障其維修費用也相對較低。但是,這種輪轂電機尺寸與質(zhì)量相對較大,成本也相對較高。

        三、輪轂電機技術(shù)特點

        1.直流電機

        對于直流電機而言,其控制技術(shù)相對成熟。通常情況下,直流電機都是通過電樞控制以及弱磁控制來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)速的控制。在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)利用電樞控制實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的平穩(wěn),在恒功率區(qū)則采用弱磁控制達到轉(zhuǎn)速較高的狀態(tài)。但是,直流電機在進行機械換向時通常通過電刷來進行,由此導致了電刷磨損速度相對較快,維護成本較高。除此之外,在進行機械換向時會產(chǎn)生火花,導致了電機的運行速度受到限制,且電機體積大、制造成本高。因此,一般來說輪轂電機不采用直流電機。

        2.異步電機

        對于異步電機而言,其優(yōu)勢十分明顯。異步電機結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、運行穩(wěn)定、噪音低、轉(zhuǎn)速高。但是異步電機也同樣存在著一些問題,例如異步電機的調(diào)速性能相對較差,電機的效率較低,并且異步電機運行的電路較為復雜等,種種原因?qū)е螺嗇炿姍C一般也不會采用異步電機進行工作。

        3.永磁同步電機

        永磁同步電機利用電子換向器代替了直流電機中的機械換向器,成功的解決的電刷磨損的問題。同時,永磁同步電機根據(jù)轉(zhuǎn)子永磁體的安裝方式分為表面式與內(nèi)置式,前者多用于低速電機,后者則用于高速電機上。永磁電機的優(yōu)勢在于其控制精度高、功率密度大、轉(zhuǎn)動慣量小且噪音低。除此之外,實現(xiàn)了弱磁調(diào)速,恒功率運行范圍擴大,是輪轂電機的首選電機。

        4.開關(guān)磁阻電機

        開關(guān)磁阻電機也可以作為輪轂電機。對于其結(jié)構(gòu)只在定子上裝有集中勵磁繞組,在交流電的作用下實現(xiàn)開關(guān)模式。開關(guān)磁阻電機功效高、功率密度大、結(jié)構(gòu)簡單,并且其控制相對容易,調(diào)速范圍廣。但是電機在開關(guān)模式下工作,由于電流波動較大致使噪聲的產(chǎn)生,同樣用于電流的波動,為了保證其正常工作需要安裝電流檢測器。

        四、結(jié)語

        隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,新能源汽車是未來汽車行業(yè)發(fā)展的趨勢。對于新能源汽車的驅(qū)動方式而言,輪轂電機驅(qū)動成為了主流的驅(qū)動方式。輪轂電機驅(qū)動的優(yōu)勢相對明顯,其機械傳動系統(tǒng)更為簡單,控制相對靈活。因此,只有不斷提升輪轂電機技術(shù)才能夠有效的提升新能源汽車行業(yè)的發(fā)展,從而推動人類文明的進步。

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