Наиболее распространенные типы электродвигателей электромобилей и гибридов

[Versta]

Мы можем рассматривать электродвигатель как аналог “двигателя внутреннего сгорания” для электромобиля. Электродвигатель - это своего рода машина с высокой эффективностью преобразования энергии. По сравнению с двигателем внутреннего сгорания, эффективность работы которого составляет более 30%, КПД электродвигателя обычно составляет более 85%, и чем больше мощность, тем выше эффективность работы, а в больших масштабах КПД двигателя может достигать даже 98%.

В зависимости от типа источника питания его можно разделить на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока. В соответствии со структурой и принципом работы двигателя его можно разделить на двигатели постоянного тока, асинхронные двигатели и синхронные двигатели.

 

Рабочие характеристики 4 типичных двигателей
Производительность и тип	Двигатель постоянного тока	Асинхронный двигатель	Синхронный двигатель с постоянным магнитом	Переключающий магниторезистивный двигатель
Диапазон оборотов/об/мин	4000~6000	12000~20000	4000~10000	>15000
Плотность мощности	ниже	в	высота	Более Высокий
Масса двигателя	снова	в	легко	легко
Объем двигателя	важный	в	небольшой	небольшой
достоверность	обычный	так	лучший	так
Структурная надежность	разница	так	так	так
Стоимость контроллера	ниже	высота	высота	обычный

 

1. Двигатель постоянного тока

Аккумулятор накапливает электрическую энергию, и электрическая энергия передается от выхода аккумулятора к двигателю через преобразователь в виде постоянного тока. Двигатели постоянного тока различают по щеточным двигателям постоянного тока и бесщеточным двигателям постоянного тока. Бесщеточные двигатели постоянного тока заменены бесщеточными двигателями постоянного тока из-за неудобного обслуживания. Бесщеточные двигатели постоянного тока стали наиболее распространенным типом, используемым в электромобилях начального уровня. 

В соответствии с техническими требованиями электромобилей к электродвигателям, двигатели постоянного тока могут удовлетворять основным потребностям эксплуатации электромобилей. Кроме того, бесщеточные двигатели постоянного тока не требуют от пользователей рассмотрения вопросов их технического обслуживания во время эксплуатации автомобиля. Исходя из этой характеристики, бесщеточные двигатели постоянного тока стали первым выбором для электромобилей начального уровня.

Двигатели постоянного тока также имеют некоторые недостатки. Диапазон их оборотов не очень широк, а максимальная частота вращения составляет всего около 6000 об/мин. Такие скоростные характеристики трудно соответствовать условиям эксплуатации электромобилей. Поэтому некоторые производители компенсируют двигатели постоянного тока, сочетая их со вторичными редукторами или коробками передач CVT с определенным диапазоном передаточных чисел трансмиссии. Недостатки с точки зрения скорости.

Очевидно, что такая техническая структура оказывает негативное влияние на конструкцию транспортного средства с точки зрения пространственной компоновки и контроля веса. Конечно, также возможно установить только одноступенчатый редуктор для электродвигателя, но это повлияет на мощность и максимальную скорость автомобиля.

2. Асинхронный двигатель

Прежде всего, давайте посмотрим, что такое асинхронный двигатель: асинхронный двигатель, представляет собой двигатель переменного тока, который генерирует электромагнитный крутящий момент за счет взаимодействия вращающегося магнитного поля воздушного зазора и индуцированного тока обмотки ротора, реализуя тем самым преобразование электромеханической энергии в механическую.

    Регулирование скорости преобразования частоты - это первая функция, которой должен обладать двигатель, потому что колеса чисто электрического транспортного средства приводятся в движение трансмиссионным механизмом, состоящим из двигателя и дифференциала, а диапазон оборотов самого двигателя может удовлетворять потребностям вождения транспортного средства.

Следовательно, с точки зрения технической структуры, коробка передач больше не является необходимым устройством для всей энергосистемы, но, в случае регулирования скорости преобразования частоты, коробка передач больше не является необходимым устройством для всей энергосистемы. system.In к двигателю по-прежнему предъявляются высокие требования с точки зрения производительности.

Кроме того, движение задним ходом также является проблемой, часто встречающейся при ежедневном вождении, поэтому также необходимо, чтобы двигатель мог свободно переключаться между прямым и обратным режимами.

Асинхронные двигатели обладают способностью преобразования частоты вращения и регулирования частоты вращения, и их эффект эквивалентен тому, что мы понимаем как линейное соответствие между частотой вращения двигателя и скоростью транспортного средства, оснащенного бесступенчатой коробкой передач, при ускорении.Что касается упомянутой выше проблемы реверсирования, то асинхронный двигатель также может быть легко решен путем переключения его собственного прямого и обратного вращения.

    Кроме того, асинхронным двигателям легче восстанавливать кинетическую энергию.Когда автомобиль рулит или тормозит, вращается двигатель защиты колеса от лобового сопротивления. в этом рабочем состоянии двигатель может вырабатывать электроэнергию и восстанавливать ее в аккумуляторе для увеличения запаса хода автомобиля.

Функционально он может удовлетворять технические потребности электромобилей, но его собственная структура не сложна, что дает такие преимущества, как долговечность, стабильное рабочее состояние и простой контроль затрат.

3. Синхронный двигатель с постоянным магнитом

Синхронный двигатель с постоянным магнитом - это синхронный двигатель, который возбуждается постоянным магнитом для создания синхронного вращающегося магнитного поля. Постоянный магнит действует как ротор для создания вращающегося магнитного поля. Трехфазная обмотка статора реагирует через якорь под действием вращающегося магнитного поля, воспринимая три относительно симметричных тока.

Структура синхронного двигателя с постоянными магнитами аналогична структуре двигателя постоянного тока, упомянутого выше, так что он может обладать характеристиками простой конструкции бесщеточного двигателя постоянного тока, надежной работы, высокой плотности мощности и хороших характеристик регулирования скорости.

В то же время, поскольку способ привода синхронных двигателей с постоянными магнитами отличается от способа привода двигателей постоянного тока, синхронные двигатели с постоянными магнитами обладают лучшими показателями шума и точности управления.

Использование синхронных двигателей с постоянными магнитами также полезно для обеспечения комфорта электромобилей.При обычных обстоятельствах мы рассматриваем тишину в кабине экипажа как один из факторов, определяющих комфортность автомобиля. Для обычных пользователей этот показатель также применим к электромобилям.

Большинство современных электромобилей оснащены только одноступенчатыми редукторами. Следовательно, частота вращения двигателя высока. Под влиянием таких факторов, как режим привода двигателя, точность сборки и соответствие между различными компонентами, шум, издаваемый двигателем во время движения автомобиля, может влиять на комфорт пассажиров в автомобиле.

Конечно, мы не можем отрицать роль инженерной шумоизоляции автомобиля, но только оценивая контроль источников шума, синхронные двигатели с постоянными магнитами по-прежнему имеют определенные преимущества. Кроме того, их размер меньше. Другими словами, компоновка более гибкая, а меньший вес также способствует увеличению веса автомобиля.

4. переключающий магниторезистивный двигатель

Импульсный магниторезистивный двигатель - это двигатель с большим потенциалом развития. В дополнение к его преимуществам в виде простой конструкции, долговечности, надежной работы и высокой эффективности, его система регулирования скорости имеет множество контролируемых параметров, а экономические показатели лучше, чем у вышеупомянутых двигателей.

Плотность мощности также выше, что означает, что двигатель легче по весу и обладает большей мощностью, а 100% пускового момента может быть достигнуто, когда ток достигает 15% от номинального тока. Кроме того, меньший размер также делает всю конструкцию электромобилей более гибкой, что может увеличить пространство в салоне автомобиля, и, что более важно, стоимость такого двигателя невысока.

Хотя структура переключающего магниторезистивного двигателя проста, конструкция системы управления относительно сложна, особенно на стадии исследований и разработок, для уровня техники сложно создать для нее точную математическую модель. В реальном процессе эксплуатации шум и вибрация, производимые самим двигателем, не могут быть “переносимыми” электромобилями, особенно в условиях эксплуатации с нагрузкой, эти два момента особенно очевидны.

Таким образом, такие двигатели могут широко использоваться в области электромобилей при условии, что в будущем они смогут устранять фатальные поломки за счет технологической оптимизации, что может помочь расширить ассортимент электромобилей.

Колесный двигатель, появившийся на свет 100 лет назад, все еще находится на стадии разработки концепции. В настоящее время многие производители вспомогательного оборудования смогли разработать планы проектирования колесных двигателей и ведущих мостов, но лишь немногие производители смогли их внедрить. Колесный двигатель создает чрезмерную нагрузку на качество подрессорника. Одна из причин, препятствующих его разработке.(Текст / Картинка Автомобильного домика)