目前,新能源汽车领域的驱动电机基本被永磁同步电机和交流异步电机“垄断”,下面新疆新能源汽车公司简要论述两种电机的构造、原理和特点。
一、永磁同步电机
我国在稀土资源方面优势明显,结合各个方面的因素,从节能、成本、性能等角度考虑,未来永磁同步电机将是乘用车领域的主力。
(1)基本构造。永磁同步电机主要由端盖、壳体、定子和转子等组成,最核心的为嵌入或贴入永磁体磁极的转子结构,永磁体多采用一种名为钕铁硼的稀土类磁铁。
(2)基本原理。永磁同步电机的定子部分通入由逆变器调制的三相交流电后,定子电枢产生空间磁场,它与永磁体转子(磁极固定)相互作用,通过同性相斥异性相吸的原理,产生与定子旋转磁场方向相同的电磁转矩输出,即转子旋转速度等于旋转磁场的速度,称为“同步”。当输出的转矩超过转子的摩擦转矩以及由于永磁体的阻尼转矩时,电机便开始向外做功,克服汽车的滚动阻力、空气阻力、加速阻力等,驱动汽车行驶。
(3)基本特点。永磁同步电机的特点主要有节能、功率密度大、效率高、尺寸小、重量轻等。缺点主要是转子结构较为复杂,成本较高,存在高温退磁的风险,在弱磁方面的控制较难。
二、交流异步电机
三相交流异步电机是目前较为成熟的驱动电机,也被称为感应电机,国外著名的特斯拉图片Model S和国内的蔚来ES8 出于成本、控制等因素都采用了此类电机。
(1)基本构造。交流异步电机的构造和永磁电机大致相同,也是由端盖、壳体、定子和转子组成,不同的是转子部分,无永磁体,主要分为鼠笼式转子和绕线式转子。
(2)基本原理。异步电机的三相定子绕组通入交流电,产生一个旋转磁场,此磁场切割转子绕组,从而使转子绕组产生感应电动势。由于转子绕组是闭合通路,转子中便产生电流,方向和感应电动势相同,而载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,由电磁力进而产生电磁转矩,驱动电机轴旋转,克服阻力,进而驱动汽车行驶。
综上分析,在国家倡导节能,新能源汽车高续航,车型轻量化的大前提下,永磁同步电机在这发面的优势远大于交流异步电机,在逐步解决永磁电机退磁、高速控制等问题后,必将成为新能源汽车的核心驱动系统。
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