A. 淺析電動機在新能源汽車上的發展與方向。
5KW低速電動來汽車自增程器
選電動四輪車主要對比下其主要性能,電池容量,續航里程,最大時速,硬體設施以及安全性等等,不同品牌也是需要看具體是哪個型號的才有對比性,直接品牌對品牌就看哪家企業做的大了。還有就是根據自己的經濟實力和實際使用需求來綜合考慮,總體來說還是大品牌的性價比會更高。
由於低速電動四輪車的續航里程還是比較有限的,不能完全滿足大眾的日常出行需求,如果想要增加其續航里程,可以裝上一台增程器,以此來增加其續航里程,增加其活動范圍,滿足大眾日常出行需求,實現出行往返自如,不再因半途沒電而舉步維艱。
增程器在電量是滿格的時候不推薦啟動,一般建議在電量只有30%-40%的時候啟動是最佳的。滿電量的時候啟動是沒有什麼特別好的效果的,為了環境友好,建議在需要的時候啟動增程器,電池污染比廢氣污染更嚴重,保護電池就是保護環境。不建議在電池沒有一點電的情況下使用,增程器啟動的時候是電啟動,在電池一點電都沒有的時候啟動可能會打不著火。
B. 電動汽車電機的發展趨勢
電機驅動系統
從20世紀80年代開關磁阻電機驅動系統問世後,打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電方式;並隨著磁阻電機,永磁電機、電力電子技術和計算機技術的發展,交流電機驅動系統設計進入一個新的黃金時代;新的電機拓樸結構與控制方式層出不究,推出了新一代機電一體化電機驅動系統迅猛發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速牽引電機驅動系統已成為各國研究和開發的主要熱點之一。
SRD開關磁阻電機驅動系統的主要特點是電機結構緊湊牢固,適合於高速運行,並且驅動電路簡單成本低、性能可靠,在寬廣的轉速范圍內效率都比較高,而且可以方便地實現四象限控制。這些特點使SRD開關磁阻電機驅動系統很適合電動車輛的各種工況下運行,是電動車輛中極具有潛力的機種。SRD的最大特點是轉矩脈動大、雜訊大;此外,相對永磁電機而言,功率密度和效率偏低;另一個缺點是要使用位置感測器增加了結構復雜性、降低了可靠性。因此無感測器的SRD也是未來的發展趨勢之一。
永磁式開關磁阻電機也稱為雙凸極永磁電機,永磁式開關磁阻電機可採用圓柱形徑向磁場結構、盤式軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。該電機在磁阻轉矩的基礎上迭加了永磁轉矩,永磁轉矩的存在有助於提高電機的功率密度和減小轉矩脈動,以利於它在電動車輛驅動系統中應用。
轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機這一概念一提出就引起國際電工界和各大汽車公司研發中心的極大關注。轉子磁極分割型混合勵磁結構同步電機具有磁場控制能力,類似直流電機的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合電動車輛牽引電機低速大力矩和恆功率寬調速的需求。該電機的研究處於探索階段,電機的機理和設計理論有待於進一步深入研究與完善,作為電動車輛牽引電機具有較強的潛在的競爭優勢。
此外,正在研發的熱點課題還有:
具有磁場控制能力的永磁同步電機驅動系統;
車輪電機驅動系統;
動力傳動一體化部件(電機、減速齒輪、傳動軸);
雙饋電非同步電機驅動系統和雙饋電永磁同步電機驅動系統。
電子伺服系統
1993年美國能源部、商務部、貿易部、國防部、環保局、宇航局、國家科學基金會七個政府部門下美國三個最大的汽車製造公司,克萊斯勒、福特和通用,建立了新一代車輛夥伴關系(PNGV,Partnership for a New Generation of Vehicles),目標是開發新一代機動車技術,以增強美國汽車工業的實力。1998年至2002年期間,美國國家自然科學基金(NSF)資助美國國家電力電子中心(由美國Virginia和美國Wisconsin等四所大學組建)研發車輛電子動力驅動系統、電子伺服控制系統和各種車輛專用IC模塊,提高汽車電子電氣部件的可靠性,降低其成本和搶占車輛電氣自動化技術的制高點,增強在國際市場的競爭力。線控的汽車電子伺服系統(X-by-wire)在未來將是十分重要的技術,該技術可將各種獨立的系統(如轉向、制動、懸掛等)集成到一起由計算機調控,使汽車的操縱性、安全性以及汽車的總體結構大大改善,設計的靈活度也大大增加。電子動力方向盤和線控剎車已經在一些歐洲車型上被採用,在這個系統中已經削減了相當多的機械部件,如液壓泵等。汽車電子伺服技術是具有革命性的技術,隨著這個技術的使用,許多傳統的機械部件將會在未來的汽車上消失,而越來越多的車用伺服電機將出現在未來的汽車上。
C. 新能源純電動汽車的發展趨勢
你好,朋友,很開心為你提供我知道的信息。當前,我國正在貫徹「資源節約型,環境友好型」的發展戰略,國家對新能源汽車實施重點扶持政策。目前國家財政扶持節能減排,促進了新能源產業加速發展,並且已成為新一輪汽車促銷的亮點。隨著油價不斷攀升,能源與環保問題日益突出,新能源汽車無疑會成為未來汽車的發展方向。因此,新能源汽車技術專業所培養的人才定然是未來的稀缺人才。
新能源汽車技術專業是國家大力發展電動汽車為主的新能源汽車緊缺人才專業。
新能源汽車專業畢業生就業途徑比較廣。新能源汽車專業畢業生可以通過競聘,做新能源汽車公司的技術人員;也可以到4S店做新能源汽車的維修技師;還可以通過自主創業實現就業。
只要我提供的信息能給朋友你帶來一點點幫助,我都覺得開心。
D. 電動車電機的發展趨勢
電動汽車無疑是時下最為「熱門」的產品之一,世界各大知名汽車生產廠商都在奮力角逐這一「新鮮事物」,當然國內企業也不甘落後,而電動車整車組配過程中,電機的好壞又直接決定了整車性能的高低,我國電動汽車產業發展與國外差距正在拉大,其中電機的差距尤為明顯。由於新能源汽車的發展,純電動汽車所用電機市場已經成為重點銷售方向,雖然很多國內企業都宣稱自己擁有全產業鏈的科研實力,但是真正好的電機一定是需要長期的技術積累,然後才能試制、測試,最終才能走向批量生產。國內真正有實力做新能源電機的整車企業很少,尤其是在乘用車領域,在各企業大力宣揚擁有核心自主的背景下,大家都不願對外展示作為新能源汽車核心部件之一的電機環節仍處於受制於人的境況。在中國號稱做新能源電機的企業很多,但是專業做新能源電機的企業很少,很多企業都是從做傳統的機械、船舶等傳統工業電機領域轉行進入新能源驅動電機領域,幾無研發、生產經驗。雖然傳統工業電機與新能源汽車電機在原理上是相通的,但是在實際製造上還是存在不小區別的。新能源汽車所用電機分為非同步電機和永磁電機兩種,前者主要用於公交、客運等商用車,而後者主要用於乘用車。由於非同步電機的轉子無繞組,也無電刷,沒有磁感應,功率轉換效率低,構造也簡單,價格也比較便宜,主要應用於大型客車;而永磁電機電機的轉子有繞組,有電刷向轉子供電,功率轉換效率大,結構較復雜,價格也貴,主要用於對轉速要求嚴厲的環境,比如純電動乘用車。在此過程中很多電機配套企業都是急忙上馬,將傳統工業電機進行簡單的技術改進,當作新能源汽車電機提供給整車廠。但在國外,生產新能源汽車電機存在著多項嚴格的技術指標。新能源汽車,尤其是純電動汽車在爬坡、下坡、平坦路面、顛簸路面等不同路況行駛時,電機的輸出功率不一樣。國內很多電機廠僅僅是在傳統工業電機的生產經驗上稍加改進,完全沒有考慮到新能源汽車電機的使用環境,會大大縮短使用壽命,且易造成局部過熱、線路短路等危險情況。既然都意識到電動汽車電機今後將有廣闊的市場,何不嚴格的從電機的研發、試驗、投產進行把控,盡早進行基礎性研究,「靜下心來」從零做起,真正形成電動汽車電機產業鏈,以健全的姿態面對觸手可得的機遇。
作為新能源汽車中必備的儲能設備,動力電池起著舉足輕重的作用。鉛酸動力電池。
據中國電池工業協會副理事長王敬忠介紹,新能源汽車的發展對動力電池提出了高要求,高性能的先進動力電池的研發和生產逐漸發展起來,其中鋰離子動力電池,新型高容量的鉛酸動力電池備受關注。
「高性能動力電池是發展新能源汽車產業的重要技術支撐。」中國科學院物理研究所黃學傑如是對記者表示。他認為,提升我國動力電池的產業技術水平,建立產業共性技術開發平台,可以與電池行業發展方向和重點企業需求相結合,解決我國電池生產的技術瓶頸和工藝問題。
在提升電池、電機等核心零部件的基礎上,產業體系的競爭力有望提高,並促進2012年新能源汽車在國內的推廣加快。
E. 電動汽車電機控制器系統--發展規劃怎麼寫啊
寫這個,你一定是做這個的,所以一是你根據你的實踐經驗來寫,二是你可以找一下這方面的有關資料來充實到這裡面來。
F. 電動客車的發展前景
混合動力客車應用前景分析
一、 混合動力汽車熱的背景
隨著世界人口和經濟的增長,對能源的需求量也不斷增多。一方面是石化能源的不可再生,一方面是消耗量的不斷增大。以目前的發展速度,根據國際上通行的能源預測,地球上的石油、天然氣和煤能供人類開採的年限,分別只有40年、60年和220年。世界能源短缺常常引起國家沖突和戰爭,溫室氣體排放導致了大量氣候性災難,環境污染直接影響人類的生存質量,能源和環境問題促使各國研究開發新能源和節能、環保產品。
交通工具的能量消耗量佔世界總能源消費的40%,汽車的能源消耗量約佔1/4,面對節能和環保的巨大壓力,伴隨高新技術的發展,世界各國紛紛開發新能源汽車、節能環保型汽車。中國年產汽車近600萬輛,已經是世界第二汽車生產大國,並且年增長速度達到了25%以上。據國務院發展研究中心產業部預測,到2010和2020年,我國汽車的燃油需求分別為1.38億噸和2.56億噸,為當年全國石油總需求的43%和57%,汽車將要「吃」掉一半左右的自產、進口石油。我國的石油對外依存度已經超過30%,據預測,我國新增的石油需求將越來越多地依賴進口,能源缺口越來越大。因此,中國汽車能源應該納入國家安全戰略高度來考慮,為此,國家在「九五」、「十五」規劃都安排了「863」電動車項目,「十一五」計劃安排了「863」節能與新能源汽車項目。
在「十五」期間,「863」電動汽車重大專項以燃料電池汽車、混合動力電動汽車、純電動汽車三種車型為「三縱」,多能源動力總成控制系統、驅動電機、動力蓄電池三種共性技術為「三橫」的「三縱三橫」組織模式,建立了布局合理、機制靈活的研發體系。在2005年末,「863」電動汽車重大專項全部驗收合格,對電動汽車的研究取得了階段性成果,三種類型電動汽車的技術經濟特徵和缺點比較如下:
表1 EV、HEV、FC與傳統汽車技術經濟特性的比較 傳統汽車 純電動汽車EV 燃料電池電動車FC 混合動力電動汽車HEV 氣體排放 100 0 46-60 燃油消耗 100 0 0 40-60 續駛里程 中 很短 短 長 電池壽命 1~2年 >5 年 >5 年 加油站改造 100 100 0 成本 100 1000 >1000 130 性能 100 50 50 90 技術成熟度 成熟 成熟 不成熟 成熟 表2 電動汽車優缺點一覽表 優 點 缺 點 純電動汽車EV 1、不消耗石油資源
2、零排放
3、平穩、低雜訊、震動小
4、操作簡單
5、制動摩擦小 1、價格高
2、續駛里程少
3、車身重量重
4、電池壽命短 燃料電池電動車FC 1、能量轉換高(是普通汽車的2~3倍)
2、污染小
3、雜訊低
4、運動部件少 1、生產成本高,是普通汽車的10倍以上
2、總體安全性差
3、瞬時響應特性差
4、大批量生產技術不成熟
5、壽命短
6、重量重 混合動力電動汽車HEV 1、基礎設施不改變
2、技術性能相對成熟
3、污染小
4、雜訊低
5、操作簡單
6、成本稍高,但 1、成本是傳統汽車的1.3倍
2、電池的耐用性、使用壽命有待提高 經過比較,混合動力汽車在現階段最具優勢,其次是純電動汽車,最後是燃料電池汽車。
二、 混合動力客車發展現狀
中國是人口大國,政府鼓勵優先發展公共交通車輛,以提高運輸效率和解決交通擁擠問題,而混合動力汽車的節能、環保優勢在城市裡表現最突出,因此,發展混合動力電動客車成為電動汽車的第一個突破口。在行業達成共識,混合動力電動客車的研究與產業化如火如荼。下面簡要介紹混合動力電動客車的發展情況。
東風汽車公司繼承「九五」電動汽車研究成果,從2000年開始研究混合動力客車和轎車,並獲得了「十五」國家科技部「863」計劃的混合動力客車和轎車兩個課題,為了促進和支持這兩個項目的研究及今後向產業化方向發展,2001年成立了東風電動車輛股份有限公司,在省市政府的大力推動下,2003年7月成立了武漢電動汽車示範運營有限公司。在2003年11月,東風混合動力公交車走出了實驗室,成為武漢市民日常出行的交通工具,6台混合動力公交樣車在武漢510路公交線投放,與傳統的燃油公交車共同運營,進行各項指標對比。2005年12月,首批下線的15台東風混合動力電動公交車交付給示範運營公司,在國內首次實現混合動力電動汽車商業化銷售。在2005年底武漢市開通了599路公交線路,成為路國內首條混合動力綠色公交專線,標志著我國自行研製的混合動力公交車正式進入商業運營。一汽汽車集團經過近三年的苦心研製,於2005年12月在一汽無錫汽車廠駛下裝配線。
混合動力客車要真正實現商業化銷售,必須通過國家公告。可喜的是,2006年2月,東風汽車公司和一汽汽車集團研製的混合動力客車通過了國家公告,從而掃除了商業化障礙。
在「十五」期間,自行研製混合動力客車的公司還有幾家,如深圳五洲龍、上海汽車集團、長沙聯合等公司,開始介入混合動力客車的公司如雨後春筍,宇通、金龍、福田、申龍等公司紛紛展出了樣車。
在技術方面,基本採用並聯式結構、鎳氫電池、機電一體化驅動系統,實現的功能還比較簡單,四工況節油效果在30%左右,城市工況在15%左右,如果設計不合理,不一定能節油,甚至會更加費油。混合動力客車主要進行了以下幾項關鍵技術的研究:
1、整車總體方案設計。主要有動力總成組件規格的選定、整車總體布置,考慮的專項因素有:整車質量分布、整車熱管理、電動附件的配置、能量回收率與制動平順性的平衡、電磁兼容性和電磁騷擾、振動和雜訊、信號採集和傳輸、高壓電安全管理、故障檢測、警報及安全運行模式設計等。
2、機電耦合方案設計。耦合方式能實現的工作模式有:主電機驅動、ISG起動發動機、發動機驅動、發動機與主電機聯合驅動、發動機驅動(帶ISG發電)、發動機帶ISG發電(主電機驅動)、發動機驅動(帶主電機發電)、發動機驅動(帶主電機和ISG發電)、制動時主電機發電、駐車時發動機帶ISG發電、駐車時發動機帶主電機發電等。
3、整車控制策略。整車控制策略要綜合考慮動力性、經濟性和駕駛性,重點應考慮使動力總成的工作效率最優化。
4、強電安全系統方案。混合動力汽車一般採用336V的高壓電源系統,實際工作電壓可達450V以上,國外最新混合動力汽車的電壓已經用到了650V,強電安全成為重要的研究內容。
5、整車輕量化設計。混合動力汽車對能源消耗和環境保護的要求更加迫切,減輕重量的作用格外重要。輕量化設計的主要方法有:採用新材料、集成化設計、採用新的控制原理、精簡功能、採用新結構等。
6、制動能量回饋。在保證制動安全的前提下使能量回饋的效率最大化,在對制動能量回饋系統進行建模與模擬的基礎上,實現ABS系統與制動能量回收的合理分配,並保證制動效能。
7、整車通訊方式。採用整車控制器來協調發動機控制器、電機控制器、電池管理系統、AMT控制器等需要涉及大量的信號採集、傳輸與處理。
8、多能源動力總成和整車試驗技術。
三、 試驗條件和技術標准
完成了混合動力汽車專用的多能源動力總成台架、電機試驗台架和電池包性能測試試驗室的建設,襄樊質檢中心完善了混合動力整車試驗設施,基本能夠完成研發和公告所需試驗。正在建設的試驗設施有大型混合動力鏈試驗台、電磁兼容性試驗室、AMT試驗台等。其它各客車公司和試驗場也在逐步完善試驗設施。
電動汽車現階段的主要標准如下: 序號 標准名稱 標准號 1 電動道路車輛用鉛酸蓄電池 GB/T 18332.1-2001 2 電動道路車輛用金屬氫化物鎳氫蓄電池 GB/T 18332.2-2001 3 電動道路車輛用鋰離子蓄電池 GB/T18333.1-2001 4 電動道路車輛用鋅空氣蓄電池 GB/T18333.2-2001 5.1 車載儲能裝置 GB18384.1 5.2 功能安全和故障保護 GB18384.2 5.3 人員觸電防護 GB18384.3 6 電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法 GB/T 18387-2001 7 電動汽車 定型試驗規程 GB/T 18388-2001 8 電動車輛傳導充電系統一般要求 GB/T18487.1-2001 9 電動車輛傳導充電系統 電動車輛與交流/直流電源的連接要求 GB/T18487.2-2001 10 電動車輛傳導充電系統 電動車輛交流/直流充電機(站) GB/T18487.3-2001 11 電動汽車用電機及其控制器技術條件 GB/T 18488.1-2001 12 電動汽車用電機及其控制器試驗方法 GB/T 18488.2-2001 13 汽車電氣設備基本技術條件 QC/T 14 用於保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法 GB18655-2002 15 混合動力電動汽車 定型試驗規程 GB/T19750-2005 16 混合動力電動汽車安全要求 GB/T19751-2005 17 混合動力電動汽車 動力性能 試驗方法 GB/T19752-2005 18 輕型混合動力電動汽車能力消耗量 試驗方法 GB/T19753-2005 19 重型混合動力電動汽車 能量消耗量 試驗方法 GB/T19754-2005 20 輕型混合動力電動汽車 污染物排放 試驗方法 GB/T19755-2005 21 電動汽車動力性試驗方法 GB/T 18385-2005 22 電動汽車用儀表 GB/T 19386-2005 23 電動汽車操縱件、指示器及信號裝置的標志 GB/T4094.2-2005 24 電動汽車 能量消耗率和續駛里程 試驗方法 GB/T 18386-2001 四、 市場前景分析
在傳統汽車向電動汽車的過渡時期,混合動力汽車一方面能夠環保、節能,另一方面又避免了傳統汽車工業已形成的龐大生產規模和基礎設施的浪費,因此,混合動力電動汽車在我國將有比較長的生命力和應用前景。大型客車由於體積大,電池、電機易於布置,而且生產批量小,易於改裝,是混合動力汽車的突破口。如果技術、標准、政策等措施能及時到位,大型混合動力公交客車將在未來一段時間內占據一定位置。下面從節能、環保、成本、使用效率等方面分析混合動力公交車在最初五年的表現。
1、節能效果。
節能是混合動力汽車的誘人之處,普遍認為節油率可達30%以上,相信經過努力,混合動力公交客車在實際使用中也可以達到這一目標,可以相當程度緩解能源危機。
2、環保效果。
混合動力汽車可以減少對環境的污染,假設燃料為柴油,公交車使用壽命為60萬公里,下面主要分析使用周期內CO2排放減少量: 節油率 20% 22% 25% 28% 30% 32% 節油量L/100km 8.6 9.46 10.75 12.04 12.9 13.76 壽命周期節油量L 51600 56760 64500 72240 77400 82560 壽命周期CO2排量t 141 155 176 197 211 225 3、技術儲備
混合動力汽車需要大量的新技術支持,這些技術使汽車向智能化方面發展,同時向純電動和燃料電池汽車過渡,最終解決能源危機。混合動力汽車涉及到的新技術主要有:整車自動控制、信號採集和傳輸、CAN通訊、LIN通訊、智能儀表應用、AMT應用、故障檢測與報警、整車能量分配與熱管理、電動附件的廣泛應用、能量回饋、高壓電安全管理等等。
4、成本分析
單位產品完全成本分析隨著產量的增加,產品由小規模生產到規模化生產成本降低幅度較大,一旦規模化生產後,成本降低空間較小。下圖是產品成本降低率預測情況。
隨著批量的增大,生產廠家的效益逐步好轉或增加,但在批量生產初期批量較小時,因成本太高,生產廠家出現較大虧損,但單台虧損占銷售收入的比例開始降低,當達到一定規模後,廠家開始盈利,下表是最初幾年的贏利預測。 年份 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 產量 20 100 300 500 900 1500 廠家利潤(萬元) -317.29 -844.27 -1575.87 -1381.22 -796.59 174.15 5、用戶效益
保證用戶效益是產品商業化的基本要求,假設油價5元/升,燃油稅為70%燃油稅,整車售價增加30%,超過部分由政府補貼。下面是用戶經濟效益的分析。 年份 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 產量 20 100 300 500 900 1500 購車損益 (13.50) (13.37) (13.23) (13.10) (12.97) (12.84) 維護損益 (15.87) (14.28) (12.50) (11.74) (10.79) (10.47) 節油損益 35.95 39.54 44.93 50.32 53.92 57.51 用戶經濟效益合計 6.58 11.89 19.20 25.48 30.16 34.20 用戶總的經濟效益隨著批量增大逐步增大,但在廠家批量較小時,燃油價格較低,或燃油稅率較低時,用戶仍然不會受益。
以上分析表明,混合動力轎車具有明顯的節能和環保優勢,具有較好的應用前景。但是,在產業化初期,由於成本較高,其使用經濟性難以體現。但隨著產量的增加及油價的上漲,不僅用戶受益明顯,而且廠家的虧損數逐步減少,最終達到盈虧平衡。
國外政府將混合動力汽車作為一項保證能源安全和改善環境的戰略項目來進行推進,為鼓勵混合動力汽車等環保節能汽車的發展制定了一系列扶持和鼓勵政策。
建議我國政府制定相應的支持和鼓勵政策,在產品研發和產業化上給予扶持,在購買和使用上給予激勵,適當減免生產、使用環節的稅費或者給予一定的補貼。
五、 結論
混合動力汽車的應用是必然的,在中國混合動力公交客車具有獨特的優勢,是混合動力汽車應用的突破口,但商業化需要一個過程,大批量生產需要各種因素共同促進。電機、電池和控制器的效率仍然影響節油率的提高,電池的可控性和一致性需要進一步提高,電子電器和電控系統的可靠性是中國汽車工業的弱項,還需要很長時間的努力,混合動力的結構需要有新突破,需要用巧妙的機構來實現動力控制。總之,前景是光明的,任務是艱巨的,希望各位同仁共同努力,發揮各自所長,找到獨特的解決方案。abc
G. 電動汽車電動機的發展前景
電動汽車的發展史是螺旋上升的歷史。從1834年美國人達溫坡特(Davenport)在布蘭頓城街上演示他自己製造的小電池車開始,電動車逐漸發展達到興盛。19世紀末,汽車製造成功,由於汽車的性能遠高於電動車,使電動車受到排擠。20世紀60年代,汽車已成為城市主要污染源,70年代出現了石油危機,這使電動車重又得到重視。各國政府開始制定法規研製電動車。汽車工業已發展成為國民經濟的支柱產業,汽車已成為人們生活中不可缺少的一部分;但同時,汽車給城市造成了嚴重的污染,而且全球已探明石油資源僅能開發使用40多年。因此,研究高性能的電動車以替代汽車是歷史的必然。目前,世界電動車的發展已由試運行向推廣應用方向過渡:日本從1996年開始向國內用戶銷售商品車,美國從1997年開始向美國用戶銷售商品車。中國的電動車目前處於研製階段。為了促進國際廣泛的交流與合作,國家科委和機械工業部在1996年12月6~15日舉辦了1996北京國際電動汽車及代用燃料汽車技術交流、研討會暨展覽會。就電動車發展中的各種問題進行了探討。同時,國內外的汽車生產廠家及國內的一些大專院校、科研單位展出了自己研製的電動車。本次會議反映了電動車的一些最新研究成果,從中也可以看出電動車用電機的發展趨勢。
2制約電動車發展的關鍵
以電動車與傳統的燃油汽車進行比較,相當於以電池代替燃油,以電動機代替發動機。由於電池的能量密度(單位重量儲存的能量,wh/kg)遠遠低於燃油,傳統結構電動機的性能又不能直接適用於電動車,因此,電池和電動機既是電動車的核心,同時又是制約電動車發展的關鍵。
3 電動車用電機的發展趨勢
雖然各種各樣的驅動用電動機早已研究得很成熟,但它們並不能直接適用於電動車,因為電動車有其特有的運行特點,所以所用的電動機必須滿足這些特點才能獲得高性能。
3.1電動車的特點
電動車最顯著的特點是頻繁的起停、加減速,而不是運行於某一恆速下。電動車主要用於在污染比較嚴重的大中城市市區固定路線行駛和某些特殊場合,如機場、車站、碼頭、倉庫、遂道和旅遊區域等地方。人們對電動車的1次充電行駛距離和最高時速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充電行駛50~100km,最高時速在100km/h以內就可滿足要求。從長遠看,電動車要取代燃油汽車,它的性能必須可與燃油汽車相比,所以它的1次充電行駛距離和最高時速都要大大提高。另外,可靠性和價格也是人們比較關注的問題。
3.2電動車用電機應具備的特點
基於電動車的特點,對所用的電動機就應有一定的要求。為了提高最高時速,電動機應有較高的瞬時功率和功率密度(w/kg)。為了提高1次充電行駛距離,電動機應有較高的效率,而且電動車是變速工作的,所以電動機應有較高的高低速綜合效率。電動車起動和爬坡時速度較低,但要求力矩較大;正常運行時需要的力矩較小,而速度很高,故用於電動車的電機的典型機械特性曲線如附圖所示。即在低速時為恆轉矩特性,高速時為恆功率特性,且電動機的運行速度范圍應該較寬。另外,電動機應堅固、可靠,且價格較低。
3.3電動車用電機的發展趨勢
在電動車發展初期,多採用直流電動機。在試制大客車時用串勵電動機,在小客車及小貨車上用並勵、復勵電動機。隨著永磁材料的發展,永磁直流電動機也有所應用。直流電動機的優點是有比較好的控制特性。但它重量大,效率低,價格貴,而且由於電刷和滑環的存在,需要維護,電刷磨損又會造成不安全工作。因此,隨著電力電子器件的發展,交流電動機逐漸成熟,直流電動機逐漸被交流電動機所取代。這次會議參展的電動機也以使用交流電動機為主。
非同步電動機以其低費用、高可靠性、高速、低轉矩波動/雜訊和不用位置感測器等優點而首先被選用,矢量控制的非同步電動機更以其優異的性能成了電動車的第一選擇。本次參展的美國通用汽車公司的EVl、福特汽車公司的Ranger EV以及國內遠望公司的電動客車都採用了非同步電動機。以.EVl為例,其性能見附表,EVl是曾在1990年芝加哥汽車博覽會上引起轟動的「沖擊」(Impact)概念車的商品化車。可以看出,它的續駛里程和最高時速都達到很高的數值。但同時可見,電動機功率很大,電池電壓很高,其性能與電動機功率或與電池電壓的比值並不高。這是由於非同步電動機存在比較大的銅損,使效率下降。特別是在低速時,效率更低,這是它的致命弱點。
以永磁同步電動機和無刷直流電動機為代表的交流永磁電動機以其低重量、高效率這一特別的優勢而在電動車領域被廣泛應用。這類電動機的價格偏高,但隨著批量生產和永磁材料價格的進一步下降,它的價格會下降。這類電動機也有它的弱點,由於功
率電源電壓的限制,原邊繞組的匝數不能超過一定數值。因此,對於電動機,提高旋轉頻率和不增大電流而提供要求的輸出功率很困難。即在高轉速下如要提供足夠的輸出功率就必須增大電流,這就消耗了大量的電能,降低了效率;若不增大電流,則輸出功率下降,電動車不能正常運行。本次參展使用永磁同步電動機有代表性的是日本豐田公司的RAV4 EV,使用無刷直流電動機有代表性的是清華大學等研製的電動輕型客車和中科院北京三環公司的電動轎車。它們的性能見附表。RAV4 EV使用了高性能的鎳氫電池,其最高時速和續駛里程都較高,已達實用化階段。清華大學和三環公司的電動車使用鉛酸電池,指標也很高。
開關磁阻電機結構簡單、緊密、堅固、效率高,低速時可提供很大的轉矩,且驅動器結構簡單,它曾被專家預測為電動車領域的一匹黑馬。它的缺點主要是振動和雜訊較大。本次參展使用開關磁阻電機的典型電動車是義大利菲亞特公司的菲亞特500型電動車,其性能見附表。可以看出,在一定功率下,它所能提供的最大轉矩較大,即最大轉矩與功率之比較大。
可見,電動車使用的各種電動機各有優點,同時又都有其不利的一面,從而使它們並不能完全適合於電動車。因此,繼續開發適用於電動車的電動機仍是電機工作者的任務。哈爾濱工業大學研究的多態電機就是這樣一種嘗試。這是一種融混合式步進電動機和非同步電動機的結構於一體的電機,即在傳統的混合式步進電動機的轉子槽內配置一套籠型繞組,將定子鐵心分為兩段,兩段定子鐵心之間放置一個軸向電磁勵磁線圈,其餘結構與混合式步進電動機相同。低速時,給電機定子繞組按混合式步進電動機方式供電,則電機作為混合式步進電動機運行。高速時,給電機定子繞組按非同步電動機方式供電,同時軸向電磁勵磁線圈通電產生對磁鋼去磁的軸向磁場,使磁鋼對電機運行不產生或產生很小的影響,這時電機作為非同步電動機運行。這樣,這種多態電機同時具有混合式步進電動機低速時高轉矩和非同步電動機高速時高效率的優點,具有較高的高低速綜合性能和較寬的運行速度范圍。這次參展的EV96—1型電動轎車就是使用的這種多態電機,目前這種電機仍正在研製中。
3.4驅動方式的發展趨勢
傳統燃油汽車的驅動系統中包括發動機、減速器和差速器。這是由於內燃機的速度范圍窄,必須用減速器來擴大速度范圍。使用差速器是便於轉向。減速器和差速器為一系列傳動齒輪,它們在汽車運行中消耗一部分機械能,使車輪得到的功率不到發動機功率的2/3,大大降低了汽車的效率。由於電動機與發動機的不同特點,電動車可以採用四種驅動方式:與傳統燃油汽車相同;省略減速器;進一步省略差速器,電動機同軸驅動車輪,即軸驅;將電動機直接裝在車輪內,即輪驅。可以看出。輪式驅動既完全消除了傳動中的機械磨損,提高了傳動效率,又具有最小的體積、最輕的重量,同時故障率降低。因此,輪式驅動是電動車最佳的驅動方式。國內外對輪式驅動有過一定的研究,如在第26屆東京Motor展覽會上,東京電力公司推出的IZA型電動車就採用了四輪直接驅動方式,其最高時速為176km/h,1次充電行駛距離為548km(以40km/h恆速),用的是鎳鎘電池,它是當時性能最佳的電動車,這無疑與輪式驅動方式有關。本次參展採用輪式驅動的只有兩家,即中科院北京三環公司和哈爾濱工業大學的電動車。因為輪式驅動控制方式較為復雜,故需要在控制上多做工作。
4結論
a.作為電動車用電機,直流電動機已逐步被淘汰。
b.非同步電動機、交流永磁電動機和開關磁阻電動機都已被用來驅動電動車,它們各有自己的優勢,但也都有各自的弱點,並不完全適合於電動車。
c.進一步研究更適合於驅動電動車的電動機是電機工作者的任務。多態電機是一種有前途的電機。
d.輪式驅動是電動車最佳的驅動方式。
H. 做新能源汽車的電機控制有前途嗎
新能源汽車行業前景如何,以下幾個方面清晰展現:
1、純電動戰略初見成效,作為技術補充方案的燃料電池、插電式混動和增程式等在某些應用領域的技術優勢將得到更多的政策關注和支持。
6、渠道模式創新進入高峰期,各種探索層出不窮。車輛和充電設施運營商通過向潛在用戶提供用車或充電服務,順便銷售車輛的模式也有不少公司在探索和實踐,初期以服務大客戶采購為主,針對個人購車行為的有效性還需要繼續探索。
7、新能源二手車流通、動力電池回收將成熱點。新能源汽車已經開始出現不能滿足使用需求而閑置,車輛和電池的處理工作將被提上日程,否則未來將形成規模巨大的閑置資源。