一、汽車用電動機分類
目前,主要電動機類型包括:異步電動機、永磁同步電動機、開關磁阻電動機、直流電動機、無刷直流電動機。各種電動機形貌如圖一所示。
圖一,圖片來源:學堂在線《新能源汽車》
各種電動機性能比較如表一所示:
直流電動機 | 交流電動機 | 永磁電動機 | 開關磁阻電動機 | |
轉速范圍/ (r/min) | 4000~6000 | 12000~20000 | 4000~10000 | 大于15000 |
功率密度 | 低 | 中 | 高 | 較高 |
電動機質量 | 重 | 中 | 輕 | 輕 |
電動機體積 | 大 | 中 | 小 | 小 |
可靠性 | 差 | 好 | 一般 | 好 |
結構堅固性 | 差 | 好 | 好 | 好 |
控制器成本 | 低 | 高 | 高 | 一般 |
峰值效率/ (%) | 85~89 | 94~95 | 95~97 | 85~90 |
負荷效率/ (%) | 80~87 | 90~92 | 85~97 | 78~86 |
過載能力/ (%) | 200 | 300~500 | 300 | 300~500 |
表一,數據來源:學堂在線《新能源汽車》
二、直流電動機
直流電動機的優點包括:成本低、易于控制、調速性能良好,缺點包括:結構復雜、轉速低、體積大、需頻繁維護。
直流電動機主要應用于早期的電動汽車或希望獲得更簡單結構的電動汽車,尤其應用于場地用電動車、專用電動車,如高爾夫球車、電動叉車等,也應用于電動自行車,目前該種電動機逐漸被淘汰。
三、永磁同步電動機
永磁同步電動機是目前應用最廣泛的電動機。其優點包括:效率高、結構簡單、體積小、質量輕,缺點包括:成本較高、高溫下磁性衰退。
因為永磁同步電動機體積小,所以在新能源汽車研發設計階段更有利于電動汽車各結構的布置,也可以為電動汽車的乘員艙留有更多的空間。因為永磁同步電動機質量輕,所以配置永磁同步電動機的汽車相比配置其他種類電動機的汽車的續航里程更長。
(1)比亞迪汽車應用的永磁同步電動機
比亞迪e6汽車配置的永磁同步電動機最大輸出功率為75KW(個人理解:該值越大,汽車峰值車速越高),峰值扭矩為450Nm(個人理解:該值越大,汽車加速和爬坡能力越強),最高轉速為7500rpm(rpm等價于r/min,表示每分鐘轉速的單位)。
(2)寶馬汽車應用的永磁同步電動機
寶馬i3汽車配置的永磁同步電動機最大輸出功率為125kW,峰值扭矩為250Nm,最高轉速為11400rpm。
(3)日產聆風汽車應用的永磁同步電動機
日產聆風汽車配置的永磁同步電動機最大輸出功率為80kW,峰值扭矩為280Nm。
(4)騰勢汽車應用的永磁同步電動機
騰勢X經典版汽車配置的永磁同步電動機最大輸出功率為180kW,峰值扭矩330Nm。
四、異步電動機
異步電動機的優點包括:結構簡單、可靠性好、成本易控,缺點包括:效率低、調速性差。
異步電動機的主要應用廠商是特斯拉。特斯拉 Model S汽車配置的交流異步電動機總功率為568kW,共兩個驅動電動機,前電動機最大輸出功率為193kW,后電動機最大輸出功率為375kW,峰值扭矩為967Nm。
五、開關磁阻電動機
開關磁阻電動機的優點包括:結構簡單堅固、可靠性高、成本低、易于維修,缺點包括:轉矩波動大、噪聲大。
雖然開關磁阻電動機的結構簡單,但其控制系統的設計相對復雜。該種電動機運行過程中會產生噪音和振動,一般用于電動公交車。
審核編輯:劉清
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原文標題:新能源汽車相關介紹(17)——電動汽車電動機概述(下)
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