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              直流无刷电机在汽车产业中的应用

              时间:01-06 18:39 点击:98

              据美国市场调查分析,在每辆豪华轿车中,需直流无刷电机59个,一般轿车中也需要20~30个。另一方面。汽车节能日渐受到重视,现代汽车需求所使用的电机改善性能和提高效率,采用扁平盘式结构,以减小空间,提高出力,消除火花干扰,降低噪声,延长寿命,便于集中控制,这正是直流无刷电机的特长。预计汽车用的有刷直流电机将不断被直流无刷电机所替代。


              在电动汽车、电动摩托车、电动自行车等交通工具中的直流无刷电机将作为主动力的驱动电机。以环保为目的的电动汽车中,其牵引驱动电机以直流无刷电机最有发展前途。其中,内置式直流无刷电机也称为混合式永磁磁阻电机,该电机在永磁转矩的基础上叠加了磁阻转矩,磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度,而且易于弱磁调速,扩大恒功率范围运行,适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动电机。它们已在日本和美国大汽车公司的新车型设计中采用。

               

              随着技术的不断提高,新能源电动汽车的未来前景十分广阔。新能源汽车替代燃油汽车已经是世界各国的普遍共识,世界各国政府对于新能源汽车的支持,是出于对环境和能源问题的终极考虑。据统计,2016年中国新能源汽车产销量超过50万辆,保有量突破100万辆,这两者在全球的占比均达到了50%,标志着中国新能源汽车已进入成长期。预计再过5年左右时间,中国新能源汽车产业将会进人高速成长期。根据《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020年)》以及《十三五国家战略性新兴产业发展规划》提出的到2020年实现新能源汽车当年产销200万辆以上,累计产销超过500万辆的目标来看,未来新能源车整体市场有望实现年均50%的增速。

               

              驱动电机系统是新能源车三大核心部件之一。电机驱动控制系统是新能源汽车车辆行驶中的主要执行结构,其驱动特性决定了汽车行驶的主要性能指标,它是电动汽车的重要部件。从电机类型看,2016年我国新能源汽车驱动电机的装机量中,永磁同步电机依旧是主流,装机量超过45万台,占比76%;交流异步电机装机量超过14万台,占比23%。

               

              永磁同步电机体积小、质量小、功率密度大、可靠性高、调速精度高、响应速度快,但最大功率较低,且成本较高。由于永磁同步电机具有高的功率密度,其工作效率最高可达97%,能够为车辆输出最大的动力及加速度,因此主要用在对能量体积比要求最高的新能源乘用车上。交流异步电机价格低、运行可靠,但其功率密度低、控制复杂、调速范围小是固有限制,但价格优势使得其在新能源客车中使用较为广泛。

               直流无刷电机在汽车产业中的应用

              直流无刷电机在汽车产业中的应用


              全球著名的新能源汽车巨头特斯拉( TESLA)一直采用感应电机驱动。但是,异步感应电机产生单位转矩需要的电流较多,因此耗电较大,而且高效区窄,恒转矩区功率低,进而制约了汽车的性能。和特斯拉的驱动系统不同,以比亚迪为代表的中国电动汽车厂商一直采用直流无刷电机。虽然这种电机结构较复杂、控制系统更复杂且成本高。但是它具备高效区宽、节能性、小体积、轻量化等方面的优点。而随着比亚迪、精进电动等国内电动汽车企业这种电机的技术进步和量产,直流无刷电机的造价将降低到和三相感应电机相接近的价位区间。最近有报道,特斯拉开始在中国采购钕铁硼磁体,目的是用于其电动汽车的驱动电机。这意味着特斯拉开始放弃原先的高速异步感应电机加减速器的驱动系统方案,开始采用目前新能源汽车领域许多国家公司最广泛应用的稀土永磁直驱电机技术路线。

               

              1998~2002年期间,美国国家自然科学基金会(NSF)资助美国国家电力电子中心研发车辆电子动力驱动系统、电子伺服控制系统。线控(X-by-wire)的汽车电子伺服系统在未来将是十分重要的技术,该技术可将车辆中各种独立的系统(如转向、制动、悬挂等系统)集成到一起由计算机调控,使汽车的操纵性、安全性以及总体结构大大改善。目前,电子动力转向盘和线控制动已经在一些欧洲车型上被采用。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。

               

              全球最大的汽车零部件企业一美国德尔福汽车系统公司预计,在未来的3-5年内,全世界的汽车将逐步采用电子伺服驱动系统,如电子动力转向盘和线控制动伺服驱动系统。目前,美国德尔福汽车系统公司正在全球范围内寻找年产300万台以上的电子动力转向盘的无刷伺服电机合作伙伴。

               

              长期以来。驾驶员一直是通过控制手中的转向盘来使汽车转向,该系统传统的是一个液压驱动的转向系统。电动转向控制系统是德尔福的新技术,电动转向系统(EPSS)是全电子的、独立于发动机的转向系统。该系统不同于传统液压泵转向系统,它由电子直流无刷电机驱动,革除了传统的液压泵、软管、驱动带或滑轮之类的附件,因此电动转向系统成为更加高效的环保系统。这一系统能使某些车型的燃油经济性提高5%。

               

                  以上就是直流无刷电机在汽车产业中的应用简单介绍,希望对大家有所帮助!东莞东昊电机有限公司专注于全球工业自动化领域,致力于高性能,高品质直流无刷电机、步进电机及配套驱动控制器的研发生产,是国内领先的运动控制技术解决方案的高新技术企业。


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