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電動汽車電機的發展趨勢

電機驅動系統

開關磁阻電機驅動系統自20世紀80年代問世以來,打破了傳統的電機設計理論和正弦波電壓源供電模式。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,交流電機驅動系統的設計進入了壹個新的黃金時代;新的電機拓撲結構和控制方法不斷被研究,新壹代機電壹體化電機驅動系統被引入並迅速發展。高密度、高效率、輕量化、低成本、寬調速的牽引電機驅動系統已成為各國主要研發熱點之壹。

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,適合高速運行,驅動電路簡單,成本低,性能可靠,在較寬的速度範圍內效率高,便於四象限控制。這些特點使得SRD開關磁阻電機驅動系統非常適合電動汽車的各種工況,是電動汽車中很有前途的車型。SRD最大的特點是轉矩脈動大,噪音大;另外,與永磁電機相比,功率密度和效率較低;另壹個缺點是位置傳感器的使用增加了結構的復雜性並降低了可靠性。因此,無傳感器SRD也是未來的發展趨勢之壹。

永磁開關磁阻電機也稱為雙凸極永磁電機。永磁開關磁阻電機可以采用圓柱徑向磁場結構、圓盤軸向磁場結構和環形橫向磁場結構。永磁轉矩被加到電機的磁阻轉矩上。永磁轉矩的存在有助於提高電機的功率密度,減小轉矩脈動,有利於其在電動汽車驅動系統中的應用。

轉子磁極分裂混合勵磁結構同步電動機的概念壹經提出,就引起了國際電工和各大汽車公司R&D中心的極大關註。轉子磁極分裂混合勵磁結構同步電機具有磁場控制能力,類似於DC電機的低速輔助磁控和高速弱磁控制,滿足電動汽車牽引電機低速大轉矩、恒功率寬調速的要求。電機的研究處於探索階段,電機的機理和設計理論有待進壹步研究和完善。作為電動汽車的牽引電機,具有很強的潛在競爭優勢。

此外,正在開發的熱門主題有:

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;

動力傳動集成部件(電機、減速齒輪、傳動軸);

雙饋異步電機驅動系統和雙饋永磁同步電機驅動系統。

電子伺服系統

1993年,美國最大的三家汽車制造公司,克萊斯勒、福特和通用汽車,由能源部、商務部、貿易部、國防部、環保局、美國國家航空航天局和國家科學基金會七個政府部門成立,目標是開發新壹代車輛,增強美國汽車工業的實力。1998-2002年,美國國家自然科學基金(NSF)資助國家電力電子中心(由弗吉尼亞、威斯康星等四所大學建立),發展汽車電子電力驅動系統、電子伺服控制系統和各種汽車專用ic模塊,以提高汽車電子元器件的可靠性,降低其成本,搶占汽車電氣自動化技術的制高點,增強其在國際市場上的競爭力。線控x將是未來壹項非常重要的技術。這項技術可以集成各種獨立系統(如轉向、制動、懸掛等。)並由電腦控制,大大提高了汽車的機動性、安全性和整體結構,大大增加了設計的靈活性。部分歐系車型已經采用了電子助力方向盤和線控制動,並且在這套系統中砍掉了相當壹部分機械零件,比如液壓泵。汽車電子伺服技術是壹項革命性的技術。隨著這項技術的使用,未來的汽車中將會消失很多傳統的機械零件,未來的汽車中將會出現越來越多的汽車伺服電機。