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电动汽车用电机控制系统发展趋势

发布时间:2021-02-09 04:42:36

A. 浅析电动机在新能源汽车上的发展与方向。

5KW低速电动来汽车自增程器

选电动四轮车主要对比下其主要性能,电池容量,续航里程,最大时速,硬件设施以及安全性等等,不同品牌也是需要看具体是哪个型号的才有对比性,直接品牌对品牌就看哪家企业做的大了。还有就是根据自己的经济实力和实际使用需求来综合考虑,总体来说还是大品牌的性价比会更高。

由于低速电动四轮车的续航里程还是比较有限的,不能完全满足大众的日常出行需求,如果想要增加其续航里程,可以装上一台增程器,以此来增加其续航里程,增加其活动范围,满足大众日常出行需求,实现出行往返自如,不再因半途没电而举步维艰。

增程器在电量是满格的时候不推荐启动,一般建议在电量只有30%-40%的时候启动是最佳的。满电量的时候启动是没有什么特别好的效果的,为了环境友好,建议在需要的时候启动增程器,电池污染比废气污染更严重,保护电池就是保护环境。不建议在电池没有一点电的情况下使用,增程器启动的时候是电启动,在电池一点电都没有的时候启动可能会打不着火。

B. 电动汽车电机的发展趋势

电机驱动系统
从20世纪80年代开关磁阻电机驱动系统问世后,打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式;并随着磁阻电机,永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展,交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代;新的电机拓朴结构与控制方式层出不究,推出了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。
SRD开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固,适合于高速运行,并且驱动电路简单成本低、性能可靠,在宽广的转速范围内效率都比较高,而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行,是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大、噪声大;此外,相对永磁电机而言,功率密度和效率偏低;另一个缺点是要使用位置传感器增加了结构复杂性、降低了可靠性。因此无传感器的SRD也是未来的发展趋势之一。
永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机,永磁式开关磁阻电机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上迭加了永磁转矩,永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动,以利于它在电动车辆驱动系统中应用。
转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电机具有磁场控制能力,类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制,符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。该电机的研究处于探索阶段,电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善,作为电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。
此外,正在研发的热点课题还有:
具有磁场控制能力的永磁同步电机驱动系统;
车轮电机驱动系统;
动力传动一体化部件(电机、减速齿轮、传动轴);
双馈电异步电机驱动系统和双馈电永磁同步电机驱动系统。
电子伺服系统
1993年美国能源部、商务部、贸易部、国防部、环保局、宇航局、国家科学基金会七个政府部门下美国三个最大的汽车制造公司,克莱斯勒、福特和通用,建立了新一代车辆伙伴关系(PNGV,Partnership for a New Generation of Vehicles),目标是开发新一代机动车技术,以增强美国汽车工业的实力。1998年至2002年期间,美国国家自然科学基金(NSF)资助美国国家电力电子中心(由美国Virginia和美国Wisconsin等四所大学组建)研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统和各种车辆专用IC模块,提高汽车电子电气部件的可靠性,降低其成本和抢占车辆电气自动化技术的制高点,增强在国际市场的竞争力。线控的汽车电子伺服系统(X-by-wire)在未来将是十分重要的技术,该技术可将各种独立的系统(如转向、制动、悬挂等)集成到一起由计算机调控,使汽车的操纵性、安全性以及汽车的总体结构大大改善,设计的灵活度也大大增加。电子动力方向盘和线控刹车已经在一些欧洲车型上被采用,在这个系统中已经削减了相当多的机械部件,如液压泵等。汽车电子伺服技术是具有革命性的技术,随着这个技术的使用,许多传统的机械部件将会在未来的汽车上消失,而越来越多的车用伺服电机将出现在未来的汽车上。

C. 新能源纯电动汽车的发展趋势

你好,朋友,很开心为你提供我知道的信息。当前,我国正在贯彻“资源节约型,环境友好型”的发展战略,国家对新能源汽车实施重点扶持政策。目前国家财政扶持节能减排,促进了新能源产业加速发展,并且已成为新一轮汽车促销的亮点。随着油价不断攀升,能源与环保问题日益突出,新能源汽车无疑会成为未来汽车的发展方向。因此,新能源汽车技术专业所培养的人才定然是未来的稀缺人才。
新能源汽车技术专业是国家大力发展电动汽车为主的新能源汽车紧缺人才专业。
新能源汽车专业毕业生就业途径比较广。新能源汽车专业毕业生可以通过竞聘,做新能源汽车公司的技术人员;也可以到4S店做新能源汽车的维修技师;还可以通过自主创业实现就业。
只要我提供的信息能给朋友你带来一点点帮助,我都觉得开心。

D. 电动车电机的发展趋势

电动汽车无疑是时下最为“热门”的产品之一,世界各大知名汽车生产厂商都在奋力角逐这一“新鲜事物”,当然国内企业也不甘落后,而电动车整车组配过程中,电机的好坏又直接决定了整车性能的高低,我国电动汽车产业发展与国外差距正在拉大,其中电机的差距尤为明显。由于新能源汽车的发展,纯电动汽车所用电机市场已经成为重点销售方向,虽然很多国内企业都宣称自己拥有全产业链的科研实力,但是真正好的电机一定是需要长期的技术积累,然后才能试制、测试,最终才能走向批量生产。国内真正有实力做新能源电机的整车企业很少,尤其是在乘用车领域,在各企业大力宣扬拥有核心自主的背景下,大家都不愿对外展示作为新能源汽车核心部件之一的电机环节仍处于受制于人的境况。在中国号称做新能源电机的企业很多,但是专业做新能源电机的企业很少,很多企业都是从做传统的机械、船舶等传统工业电机领域转行进入新能源驱动电机领域,几无研发、生产经验。虽然传统工业电机与新能源汽车电机在原理上是相通的,但是在实际制造上还是存在不小区别的。新能源汽车所用电机分为异步电机和永磁电机两种,前者主要用于公交、客运等商用车,而后者主要用于乘用车。由于异步电机的转子无绕组,也无电刷,没有磁感应,功率转换效率低,构造也简单,价格也比较便宜,主要应用于大型客车;而永磁电机电机的转子有绕组,有电刷向转子供电,功率转换效率大,结构较复杂,价格也贵,主要用于对转速要求严厉的环境,比如纯电动乘用车。在此过程中很多电机配套企业都是急忙上马,将传统工业电机进行简单的技术改进,当作新能源汽车电机提供给整车厂。但在国外,生产新能源汽车电机存在着多项严格的技术指标。新能源汽车,尤其是纯电动汽车在爬坡、下坡、平坦路面、颠簸路面等不同路况行驶时,电机的输出功率不一样。国内很多电机厂仅仅是在传统工业电机的生产经验上稍加改进,完全没有考虑到新能源汽车电机的使用环境,会大大缩短使用寿命,且易造成局部过热、线路短路等危险情况。既然都意识到电动汽车电机今后将有广阔的市场,何不严格的从电机的研发、试验、投产进行把控,尽早进行基础性研究,“静下心来”从零做起,真正形成电动汽车电机产业链,以健全的姿态面对触手可得的机遇。
作为新能源汽车中必备的储能设备,动力电池起着举足轻重的作用。铅酸动力电池。
据中国电池工业协会副理事长王敬忠介绍,新能源汽车的发展对动力电池提出了高要求,高性能的先进动力电池的研发和生产逐渐发展起来,其中锂离子动力电池,新型高容量的铅酸动力电池备受关注。
“高性能动力电池是发展新能源汽车产业的重要技术支撑。”中国科学院物理研究所黄学杰如是对记者表示。他认为,提升我国动力电池的产业技术水平,建立产业共性技术开发平台,可以与电池行业发展方向和重点企业需求相结合,解决我国电池生产的技术瓶颈和工艺问题。
在提升电池、电机等核心零部件的基础上,产业体系的竞争力有望提高,并促进2012年新能源汽车在国内的推广加快。

E. 电动汽车电机控制器系统--发展规划怎么写啊

写这个,你一定是做这个的,所以一是你根据你的实践经验来写,二是你可以找一下这方面的有关资料来充实到这里面来。

F. 电动客车的发展前景

混合动力客车应用前景分析
一、 混合动力汽车热的背景
随着世界人口和经济的增长,对能源的需求量也不断增多。一方面是石化能源的不可再生,一方面是消耗量的不断增大。以目前的发展速度,根据国际上通行的能源预测,地球上的石油、天然气和煤能供人类开采的年限,分别只有40年、60年和220年。世界能源短缺常常引起国家冲突和战争,温室气体排放导致了大量气候性灾难,环境污染直接影响人类的生存质量,能源和环境问题促使各国研究开发新能源和节能、环保产品。
交通工具的能量消耗量占世界总能源消费的40%,汽车的能源消耗量约占1/4,面对节能和环保的巨大压力,伴随高新技术的发展,世界各国纷纷开发新能源汽车、节能环保型汽车。中国年产汽车近600万辆,已经是世界第二汽车生产大国,并且年增长速度达到了25%以上。据国务院发展研究中心产业部预测,到2010和2020年,我国汽车的燃油需求分别为1.38亿吨和2.56亿吨,为当年全国石油总需求的43%和57%,汽车将要“吃”掉一半左右的自产、进口石油。我国的石油对外依存度已经超过30%,据预测,我国新增的石油需求将越来越多地依赖进口,能源缺口越来越大。因此,中国汽车能源应该纳入国家安全战略高度来考虑,为此,国家在“九五”、“十五”规划都安排了“863”电动车项目,“十一五”计划安排了“863”节能与新能源汽车项目。
在“十五”期间,“863”电动汽车重大专项以燃料电池汽车、混合动力电动汽车、纯电动汽车三种车型为“三纵”,多能源动力总成控制系统、驱动电机、动力蓄电池三种共性技术为“三横”的“三纵三横”组织模式,建立了布局合理、机制灵活的研发体系。在2005年末,“863”电动汽车重大专项全部验收合格,对电动汽车的研究取得了阶段性成果,三种类型电动汽车的技术经济特征和缺点比较如下:
表1 EV、HEV、FC与传统汽车技术经济特性的比较 传统汽车 纯电动汽车EV 燃料电池电动车FC 混合动力电动汽车HEV 气体排放 100 0 46-60 燃油消耗 100 0 0 40-60 续驶里程 中 很短 短 长 电池寿命 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 技术成熟度 成熟 成熟 不成熟 成熟 表2 电动汽车优缺点一览表 优 点 缺 点 纯电动汽车EV 1、不消耗石油资源
2、零排放
3、平稳、低噪声、震动小
4、操作简单
5、制动摩擦小 1、价格高
2、续驶里程少
3、车身重量重
4、电池寿命短 燃料电池电动车FC 1、能量转换高(是普通汽车的2~3倍)
2、污染小
3、噪声低
4、运动部件少 1、生产成本高,是普通汽车的10倍以上
2、总体安全性差
3、瞬时响应特性差
4、大批量生产技术不成熟
5、寿命短
6、重量重 混合动力电动汽车HEV 1、基础设施不改变
2、技术性能相对成熟
3、污染小
4、噪声低
5、操作简单
6、成本稍高,但 1、成本是传统汽车的1.3倍
2、电池的耐用性、使用寿命有待提高 经过比较,混合动力汽车在现阶段最具优势,其次是纯电动汽车,最后是燃料电池汽车。
二、 混合动力客车发展现状
中国是人口大国,政府鼓励优先发展公共交通车辆,以提高运输效率和解决交通拥挤问题,而混合动力汽车的节能、环保优势在城市里表现最突出,因此,发展混合动力电动客车成为电动汽车的第一个突破口。在行业达成共识,混合动力电动客车的研究与产业化如火如荼。下面简要介绍混合动力电动客车的发展情况。
东风汽车公司继承“九五”电动汽车研究成果,从2000年开始研究混合动力客车和轿车,并获得了“十五”国家科技部“863”计划的混合动力客车和轿车两个课题,为了促进和支持这两个项目的研究及今后向产业化方向发展,2001年成立了东风电动车辆股份有限公司,在省市政府的大力推动下,2003年7月成立了武汉电动汽车示范运营有限公司。在2003年11月,东风混合动力公交车走出了实验室,成为武汉市民日常出行的交通工具,6台混合动力公交样车在武汉510路公交线投放,与传统的燃油公交车共同运营,进行各项指标对比。2005年12月,首批下线的15台东风混合动力电动公交车交付给示范运营公司,在国内首次实现混合动力电动汽车商业化销售。在2005年底武汉市开通了599路公交线路,成为路国内首条混合动力绿色公交专线,标志着我国自行研制的混合动力公交车正式进入商业运营。一汽汽车集团经过近三年的苦心研制,于2005年12月在一汽无锡汽车厂驶下装配线。
混合动力客车要真正实现商业化销售,必须通过国家公告。可喜的是,2006年2月,东风汽车公司和一汽汽车集团研制的混合动力客车通过了国家公告,从而扫除了商业化障碍。
在“十五”期间,自行研制混合动力客车的公司还有几家,如深圳五洲龙、上海汽车集团、长沙联合等公司,开始介入混合动力客车的公司如雨后春笋,宇通、金龙、福田、申龙等公司纷纷展出了样车。
在技术方面,基本采用并联式结构、镍氢电池、机电一体化驱动系统,实现的功能还比较简单,四工况节油效果在30%左右,城市工况在15%左右,如果设计不合理,不一定能节油,甚至会更加费油。混合动力客车主要进行了以下几项关键技术的研究:
1、整车总体方案设计。主要有动力总成组件规格的选定、整车总体布置,考虑的专项因素有:整车质量分布、整车热管理、电动附件的配置、能量回收率与制动平顺性的平衡、电磁兼容性和电磁骚扰、振动和噪声、信号采集和传输、高压电安全管理、故障检测、警报及安全运行模式设计等。
2、机电耦合方案设计。耦合方式能实现的工作模式有:主电机驱动、ISG起动发动机、发动机驱动、发动机与主电机联合驱动、发动机驱动(带ISG发电)、发动机带ISG发电(主电机驱动)、发动机驱动(带主电机发电)、发动机驱动(带主电机和ISG发电)、制动时主电机发电、驻车时发动机带ISG发电、驻车时发动机带主电机发电等。
3、整车控制策略。整车控制策略要综合考虑动力性、经济性和驾驶性,重点应考虑使动力总成的工作效率最优化。
4、强电安全系统方案。混合动力汽车一般采用336V的高压电源系统,实际工作电压可达450V以上,国外最新混合动力汽车的电压已经用到了650V,强电安全成为重要的研究内容。
5、整车轻量化设计。混合动力汽车对能源消耗和环境保护的要求更加迫切,减轻重量的作用格外重要。轻量化设计的主要方法有:采用新材料、集成化设计、采用新的控制原理、精简功能、采用新结构等。
6、制动能量回馈。在保证制动安全的前提下使能量回馈的效率最大化,在对制动能量回馈系统进行建模与仿真的基础上,实现ABS系统与制动能量回收的合理分配,并保证制动效能。
7、整车通讯方式。采用整车控制器来协调发动机控制器、电机控制器、电池管理系统、AMT控制器等需要涉及大量的信号采集、传输与处理。
8、多能源动力总成和整车试验技术。
三、 试验条件和技术标准
完成了混合动力汽车专用的多能源动力总成台架、电机试验台架和电池包性能测试试验室的建设,襄樊质检中心完善了混合动力整车试验设施,基本能够完成研发和公告所需试验。正在建设的试验设施有大型混合动力链试验台、电磁兼容性试验室、AMT试验台等。其它各客车公司和试验场也在逐步完善试验设施。
电动汽车现阶段的主要标准如下: 序号 标准名称 标准号 1 电动道路车辆用铅酸蓄电池 GB/T 18332.1-2001 2 电动道路车辆用金属氢化物镍氢蓄电池 GB/T 18332.2-2001 3 电动道路车辆用锂离子蓄电池 GB/T18333.1-2001 4 电动道路车辆用锌空气蓄电池 GB/T18333.2-2001 5.1 车载储能装置 GB18384.1 5.2 功能安全和故障保护 GB18384.2 5.3 人员触电防护 GB18384.3 6 电动车辆的电磁场辐射强度的限值和测量方法 GB/T 18387-2001 7 电动汽车 定型试验规程 GB/T 18388-2001 8 电动车辆传导充电系统一般要求 GB/T18487.1-2001 9 电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流/直流电源的连接要求 GB/T18487.2-2001 10 电动车辆传导充电系统 电动车辆交流/直流充电机(站) GB/T18487.3-2001 11 电动汽车用电机及其控制器技术条件 GB/T 18488.1-2001 12 电动汽车用电机及其控制器试验方法 GB/T 18488.2-2001 13 汽车电气设备基本技术条件 QC/T 14 用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法 GB18655-2002 15 混合动力电动汽车 定型试验规程 GB/T19750-2005 16 混合动力电动汽车安全要求 GB/T19751-2005 17 混合动力电动汽车 动力性能 试验方法 GB/T19752-2005 18 轻型混合动力电动汽车能力消耗量 试验方法 GB/T19753-2005 19 重型混合动力电动汽车 能量消耗量 试验方法 GB/T19754-2005 20 轻型混合动力电动汽车 污染物排放 试验方法 GB/T19755-2005 21 电动汽车动力性试验方法 GB/T 18385-2005 22 电动汽车用仪表 GB/T 19386-2005 23 电动汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 GB/T4094.2-2005 24 电动汽车 能量消耗率和续驶里程 试验方法 GB/T 18386-2001 四、 市场前景分析
在传统汽车向电动汽车的过渡时期,混合动力汽车一方面能够环保、节能,另一方面又避免了传统汽车工业已形成的庞大生产规模和基础设施的浪费,因此,混合动力电动汽车在我国将有比较长的生命力和应用前景。大型客车由于体积大,电池、电机易于布置,而且生产批量小,易于改装,是混合动力汽车的突破口。如果技术、标准、政策等措施能及时到位,大型混合动力公交客车将在未来一段时间内占据一定位置。下面从节能、环保、成本、使用效率等方面分析混合动力公交车在最初五年的表现。
1、节能效果。
节能是混合动力汽车的诱人之处,普遍认为节油率可达30%以上,相信经过努力,混合动力公交客车在实际使用中也可以达到这一目标,可以相当程度缓解能源危机。
2、环保效果。
混合动力汽车可以减少对环境的污染,假设燃料为柴油,公交车使用寿命为60万公里,下面主要分析使用周期内CO2排放减少量: 节油率 20% 22% 25% 28% 30% 32% 节油量L/100km 8.6 9.46 10.75 12.04 12.9 13.76 寿命周期节油量L 51600 56760 64500 72240 77400 82560 寿命周期CO2排量t 141 155 176 197 211 225 3、技术储备
混合动力汽车需要大量的新技术支持,这些技术使汽车向智能化方面发展,同时向纯电动和燃料电池汽车过渡,最终解决能源危机。混合动力汽车涉及到的新技术主要有:整车自动控制、信号采集和传输、CAN通讯、LIN通讯、智能仪表应用、AMT应用、故障检测与报警、整车能量分配与热管理、电动附件的广泛应用、能量回馈、高压电安全管理等等。
4、成本分析
单位产品完全成本分析随着产量的增加,产品由小规模生产到规模化生产成本降低幅度较大,一旦规模化生产后,成本降低空间较小。下图是产品成本降低率预测情况。
随着批量的增大,生产厂家的效益逐步好转或增加,但在批量生产初期批量较小时,因成本太高,生产厂家出现较大亏损,但单台亏损占销售收入的比例开始降低,当达到一定规模后,厂家开始盈利,下表是最初几年的赢利预测。 年份 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 产量 20 100 300 500 900 1500 厂家利润(万元) -317.29 -844.27 -1575.87 -1381.22 -796.59 174.15 5、用户效益
保证用户效益是产品商业化的基本要求,假设油价5元/升,燃油税为70%燃油税,整车售价增加30%,超过部分由政府补贴。下面是用户经济效益的分析。 年份 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 产量 20 100 300 500 900 1500 购车损益 (13.50) (13.37) (13.23) (13.10) (12.97) (12.84) 维护损益 (15.87) (14.28) (12.50) (11.74) (10.79) (10.47) 节油损益 35.95 39.54 44.93 50.32 53.92 57.51 用户经济效益合计 6.58 11.89 19.20 25.48 30.16 34.20 用户总的经济效益随着批量增大逐步增大,但在厂家批量较小时,燃油价格较低,或燃油税率较低时,用户仍然不会受益。
以上分析表明,混合动力轿车具有明显的节能和环保优势,具有较好的应用前景。但是,在产业化初期,由于成本较高,其使用经济性难以体现。但随着产量的增加及油价的上涨,不仅用户受益明显,而且厂家的亏损数逐步减少,最终达到盈亏平衡。
国外政府将混合动力汽车作为一项保证能源安全和改善环境的战略项目来进行推进,为鼓励混合动力汽车等环保节能汽车的发展制定了一系列扶持和鼓励政策。
建议我国政府制定相应的支持和鼓励政策,在产品研发和产业化上给予扶持,在购买和使用上给予激励,适当减免生产、使用环节的税费或者给予一定的补贴。
五、 结论
混合动力汽车的应用是必然的,在中国混合动力公交客车具有独特的优势,是混合动力汽车应用的突破口,但商业化需要一个过程,大批量生产需要各种因素共同促进。电机、电池和控制器的效率仍然影响节油率的提高,电池的可控性和一致性需要进一步提高,电子电器和电控系统的可靠性是中国汽车工业的弱项,还需要很长时间的努力,混合动力的结构需要有新突破,需要用巧妙的机构来实现动力控制。总之,前景是光明的,任务是艰巨的,希望各位同仁共同努力,发挥各自所长,找到独特的解决方案。abc

G. 电动汽车电动机的发展前景

电动汽车的发展史是螺旋上升的历史。从1834年美国人达温坡特(Davenport)在布兰顿城街上演示他自己制造的小电池车开始,电动车逐渐发展达到兴盛。19世纪末,汽车制造成功,由于汽车的性能远高于电动车,使电动车受到排挤。20世纪60年代,汽车已成为城市主要污染源,70年代出现了石油危机,这使电动车重又得到重视。各国政府开始制定法规研制电动车。汽车工业已发展成为国民经济的支柱产业,汽车已成为人们生活中不可缺少的一部分;但同时,汽车给城市造成了严重的污染,而且全球已探明石油资源仅能开发使用40多年。因此,研究高性能的电动车以替代汽车是历史的必然。目前,世界电动车的发展已由试运行向推广应用方向过渡:日本从1996年开始向国内用户销售商品车,美国从1997年开始向美国用户销售商品车。中国的电动车目前处于研制阶段。为了促进国际广泛的交流与合作,国家科委和机械工业部在1996年12月6~15日举办了1996北京国际电动汽车及代用燃料汽车技术交流、研讨会暨展览会。就电动车发展中的各种问题进行了探讨。同时,国内外的汽车生产厂家及国内的一些大专院校、科研单位展出了自己研制的电动车。本次会议反映了电动车的一些最新研究成果,从中也可以看出电动车用电机的发展趋势。
2制约电动车发展的关键
以电动车与传统的燃油汽车进行比较,相当于以电池代替燃油,以电动机代替发动机。由于电池的能量密度(单位重量储存的能量,wh/kg)远远低于燃油,传统结构电动机的性能又不能直接适用于电动车,因此,电池和电动机既是电动车的核心,同时又是制约电动车发展的关键。
3 电动车用电机的发展趋势
虽然各种各样的驱动用电动机早已研究得很成熟,但它们并不能直接适用于电动车,因为电动车有其特有的运行特点,所以所用的电动机必须满足这些特点才能获得高性能。
3.1电动车的特点
电动车最显著的特点是频繁的起停、加减速,而不是运行于某一恒速下。电动车主要用于在污染比较严重的大中城市市区固定路线行驶和某些特殊场合,如机场、车站、码头、仓库、遂道和旅游区域等地方。人们对电动车的1次充电行驶距离和最高时速有一定要求,但要求不是很高。一般1次充电行驶50~100km,最高时速在100km/h以内就可满足要求。从长远看,电动车要取代燃油汽车,它的性能必须可与燃油汽车相比,所以它的1次充电行驶距离和最高时速都要大大提高。另外,可靠性和价格也是人们比较关注的问题。
3.2电动车用电机应具备的特点
基于电动车的特点,对所用的电动机就应有一定的要求。为了提高最高时速,电动机应有较高的瞬时功率和功率密度(w/kg)。为了提高1次充电行驶距离,电动机应有较高的效率,而且电动车是变速工作的,所以电动机应有较高的高低速综合效率。电动车起动和爬坡时速度较低,但要求力矩较大;正常运行时需要的力矩较小,而速度很高,故用于电动车的电机的典型机械特性曲线如附图所示。即在低速时为恒转矩特性,高速时为恒功率特性,且电动机的运行速度范围应该较宽。另外,电动机应坚固、可靠,且价格较低。
3.3电动车用电机的发展趋势
在电动车发展初期,多采用直流电动机。在试制大客车时用串励电动机,在小客车及小货车上用并励、复励电动机。随着永磁材料的发展,永磁直流电动机也有所应用。直流电动机的优点是有比较好的控制特性。但它重量大,效率低,价格贵,而且由于电刷和滑环的存在,需要维护,电刷磨损又会造成不安全工作。因此,随着电力电子器件的发展,交流电动机逐渐成熟,直流电动机逐渐被交流电动机所取代。这次会议参展的电动机也以使用交流电动机为主。
异步电动机以其低费用、高可靠性、高速、低转矩波动/噪声和不用位置传感器等优点而首先被选用,矢量控制的异步电动机更以其优异的性能成了电动车的第一选择。本次参展的美国通用汽车公司的EVl、福特汽车公司的Ranger EV以及国内远望公司的电动客车都采用了异步电动机。以.EVl为例,其性能见附表,EVl是曾在1990年芝加哥汽车博览会上引起轰动的“冲击”(Impact)概念车的商品化车。可以看出,它的续驶里程和最高时速都达到很高的数值。但同时可见,电动机功率很大,电池电压很高,其性能与电动机功率或与电池电压的比值并不高。这是由于异步电动机存在比较大的铜损,使效率下降。特别是在低速时,效率更低,这是它的致命弱点。
以永磁同步电动机和无刷直流电动机为代表的交流永磁电动机以其低重量、高效率这一特别的优势而在电动车领域被广泛应用。这类电动机的价格偏高,但随着批量生产和永磁材料价格的进一步下降,它的价格会下降。这类电动机也有它的弱点,由于功
率电源电压的限制,原边绕组的匝数不能超过一定数值。因此,对于电动机,提高旋转频率和不增大电流而提供要求的输出功率很困难。即在高转速下如要提供足够的输出功率就必须增大电流,这就消耗了大量的电能,降低了效率;若不增大电流,则输出功率下降,电动车不能正常运行。本次参展使用永磁同步电动机有代表性的是日本丰田公司的RAV4 EV,使用无刷直流电动机有代表性的是清华大学等研制的电动轻型客车和中科院北京三环公司的电动轿车。它们的性能见附表。RAV4 EV使用了高性能的镍氢电池,其最高时速和续驶里程都较高,已达实用化阶段。清华大学和三环公司的电动车使用铅酸电池,指标也很高。
开关磁阻电机结构简单、紧密、坚固、效率高,低速时可提供很大的转矩,且驱动器结构简单,它曾被专家预测为电动车领域的一匹黑马。它的缺点主要是振动和噪声较大。本次参展使用开关磁阻电机的典型电动车是意大利菲亚特公司的菲亚特500型电动车,其性能见附表。可以看出,在一定功率下,它所能提供的最大转矩较大,即最大转矩与功率之比较大。
可见,电动车使用的各种电动机各有优点,同时又都有其不利的一面,从而使它们并不能完全适合于电动车。因此,继续开发适用于电动车的电动机仍是电机工作者的任务。哈尔滨工业大学研究的多态电机就是这样一种尝试。这是一种融混合式步进电动机和异步电动机的结构于一体的电机,即在传统的混合式步进电动机的转子槽内配置一套笼型绕组,将定子铁心分为两段,两段定子铁心之间放置一个轴向电磁励磁线圈,其余结构与混合式步进电动机相同。低速时,给电机定子绕组按混合式步进电动机方式供电,则电机作为混合式步进电动机运行。高速时,给电机定子绕组按异步电动机方式供电,同时轴向电磁励磁线圈通电产生对磁钢去磁的轴向磁场,使磁钢对电机运行不产生或产生很小的影响,这时电机作为异步电动机运行。这样,这种多态电机同时具有混合式步进电动机低速时高转矩和异步电动机高速时高效率的优点,具有较高的高低速综合性能和较宽的运行速度范围。这次参展的EV96—1型电动轿车就是使用的这种多态电机,目前这种电机仍正在研制中。
3.4驱动方式的发展趋势
传统燃油汽车的驱动系统中包括发动机、减速器和差速器。这是由于内燃机的速度范围窄,必须用减速器来扩大速度范围。使用差速器是便于转向。减速器和差速器为一系列传动齿轮,它们在汽车运行中消耗一部分机械能,使车轮得到的功率不到发动机功率的2/3,大大降低了汽车的效率。由于电动机与发动机的不同特点,电动车可以采用四种驱动方式:与传统燃油汽车相同;省略减速器;进一步省略差速器,电动机同轴驱动车轮,即轴驱;将电动机直接装在车轮内,即轮驱。可以看出。轮式驱动既完全消除了传动中的机械磨损,提高了传动效率,又具有最小的体积、最轻的重量,同时故障率降低。因此,轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。国内外对轮式驱动有过一定的研究,如在第26届东京Motor展览会上,东京电力公司推出的IZA型电动车就采用了四轮直接驱动方式,其最高时速为176km/h,1次充电行驶距离为548km(以40km/h恒速),用的是镍镉电池,它是当时性能最佳的电动车,这无疑与轮式驱动方式有关。本次参展采用轮式驱动的只有两家,即中科院北京三环公司和哈尔滨工业大学的电动车。因为轮式驱动控制方式较为复杂,故需要在控制上多做工作。
4结论
a.作为电动车用电机,直流电动机已逐步被淘汰。
b.异步电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机都已被用来驱动电动车,它们各有自己的优势,但也都有各自的弱点,并不完全适合于电动车。
c.进一步研究更适合于驱动电动车的电动机是电机工作者的任务。多态电机是一种有前途的电机。
d.轮式驱动是电动车最佳的驱动方式。

H. 做新能源汽车的电机控制有前途吗

新能源汽车行业前景如何,以下几个方面清晰展现:
1、纯电动战略初见成效,作为技术补充方案的燃料电池、插电式混动和增程式等在某些应用领域的技术优势将得到更多的政策关注和支持。


6、渠道模式创新进入高峰期,各种探索层出不穷。车辆和充电设施运营商通过向潜在用户提供用车或充电服务,顺便销售车辆的模式也有不少公司在探索和实践,初期以服务大客户采购为主,针对个人购车行为的有效性还需要继续探索。
7、新能源二手车流通、动力电池回收将成热点。新能源汽车已经开始出现不能满足使用需求而闲置,车辆和电池的处理工作将被提上日程,否则未来将形成规模巨大的闲置资源。

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