新能源汽车驱动电机和工业驱动电机有什么区别?
1.它们都是马达
看似废话,我想说的是电动车的电机只是电机的一种,没什么特别的。分析方法逃不过常见的电磁分析方法,计算工具都是有限元软件,仿真求解器都是基于瞬态求解器,电磁方程逃不过麦克斯韦方程。没什么大不了的。这是一种有特殊负载要求的电机。
2.分类和控制是一样的。
电动汽车也分为感应电机和永磁电机,控制理论和方法与工业电机无异。
差异:
1.严格的体积和重量要求
因为是车,这个要求更突出。普通工业电机对尺寸和重量没有那么严格的要求,因为工业场地巨大,一般先达到工业目标。不同电动车的尺寸和重量决定了其动力性能和驾驶体验,并直接影响产品质量。所以电动车电机的难点在于提高功率重量密度和功率体积密度。电机越小越轻,功率越大越好。
2.独特的扭矩特性
起步或低速时需要超高的扭矩,使车速以最快的方式提高到要求的速度。一般工业电机没有这么高的启动速度要求。同时,还需要在高速时提供足够的动力,使汽车能够高速巡航。
3.宽速度范围
最大速度可以是电动机基本速度的四倍甚至更高。目前电动车最好的解决方案是省略多速变速箱,只用固定齿轮组。因此,电机的速度范围越宽越好。以特斯拉的model S为例,电机最高转速可以达到18000转,相当可怕。这对电力电子调速器是一个极大的考验。
4.综合效率要求
与电力机车不同,电力机车由受电弓供电,电动汽车由电池供电。续航里程完全取决于电机效率。电机效率每增加1%,续航里程可增加1%。因此,电机的效率非常高。高一点就是胜利,每一点能量都要优化。
5.其他人
至于低噪音,高稳定性,散热合理,性价比什么的,我就不提了。这些是基本要求。
技术细节:
1.扭矩-速度效率分布:
电动汽车电机的效率分配图应如下:
电机和工业电机有什么异同?
电动车主要行驶在黄色区域,不会频繁启动,也不会超高速连续行驶,中间会加速减速。因此,对于效率范围,黄色区域最好具有更高的效率。因此,我们希望黄色区域可以向三个方向延伸,以满足能量的最大利用。
2.速度调节曲线:
和普通电机基本相似,不同的是恒功率区更宽;最大速度可以达到基本速度的四倍。
3.电机漏电越小越好!
这和工业电机很不一样。这主要是一个感应电机。以直接接入电网的一般工业感应电机为例,转子侧的槽可以简称为“花式槽”。有深槽,双槽,斜槽。其中一些设计用于改善空气动力学特性,一些设计用于折衷低速和高速性能,一些设计用于减小扭矩波动。然而,这些花哨的凹槽增加了漏磁。电动汽车的电机由逆变器精确控制,所以所有的启动特性都不同于传统电机。因为控制器可以控制启动时的频率和幅度,所以不会有直接连接并网电机的缺点。这时候漏磁通越少越好,槽越浅越宽越好!同时,应适当增加气隙宽度,以降低高频谐波分量的阻抗。有条件的话尽量用铜鼠笼代替铝鼠笼(高阻)。特斯拉汽车公司的感应电机生动地展示了这些特征:
4.永磁电机
永磁电机主要用于混合动力汽车。HEV中100%的电机是永磁电机。完美的市场份额。为什么?因为它体积小,重量轻,功率密度高。永磁体分为BLAC(无刷交流)和BLDC(无刷DC)。两种电机的结构基本相同,唯一不同的是控制电流波形。BLAC是正弦波,BLDC是矩形波。相对而言,BLAC的表现略好于BLDC,但优势并不明显。最著名的永磁电机是丰田普锐斯电机;
目前整机的设计已经基本达到了电机设计的极限,可以称之为工艺品。