無刷直流電動機(jī)
電池儲存電能,電能是以直流電的方式從電池輸出經(jīng)過轉(zhuǎn)換器傳至電動機(jī)。直流電動機(jī)按有刷直流電動機(jī)和無刷直流電動機(jī)區(qū)分,有刷直流電動機(jī)因維護(hù)不方便被無刷直流電動機(jī)取代,無刷直流電動機(jī)已成為入門級電動車所使用的最為普遍的一種類型。
在技術(shù)特性上,無刷直流電動機(jī)可分為具有直流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)以及具有交流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)。我們所討論的范疇僅限較為主流的直流電動機(jī)特性的無刷直流電動機(jī)。
根據(jù)電動車對電動機(jī)的技術(shù)要求,直流電動機(jī)能夠滿足電動車運(yùn)行的基本需求,另外,無刷直流電動機(jī)也不需要用戶在用車期間去考慮它的維護(hù)問題,基于這樣的特性,無刷直流電動機(jī)成為入門級電動車的首選。
之所以說它是入門級電動機(jī)的首選是因為這種電動機(jī)自身也存在一些弊端,這些弊端會成為阻礙它在電動車行業(yè)里的發(fā)展。
直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍不算寬泛,而且最高轉(zhuǎn)速僅為6000rpm左右,這樣的轉(zhuǎn)速屬性很難滿足電動車的工況需求,所以,有些廠商通過為其匹配二級減速器或具備一定傳動齒比范圍的CVT變速箱來彌補(bǔ)直流電動機(jī)在轉(zhuǎn)速方面的短處。顯然,這樣的技術(shù)結(jié)構(gòu)在空間布置以及重量控制方面對整車的設(shè)計都有不利的影響。當(dāng)然,也可以只為電動機(jī)匹配一個單級減速器,但車輛的動力性能以及最高車速都會受到影響。
異步電動機(jī)
異步電動機(jī)的擁躉者中除了國內(nèi)大多數(shù)廠商推出的電動車產(chǎn)品外,還包括在電動車陣營中獨樹一幟的特斯拉MODEL S。在技術(shù)方面,異步電動機(jī)為什么能夠得到普及?
異步電動機(jī)也可被歸納到交流電動機(jī)范疇。變頻調(diào)速是電動機(jī)首先要具備的功能,因為,純電動車的車輪由電動機(jī)和差速器組成的傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動,電動機(jī)本身的轉(zhuǎn)速范圍即可滿足車輛的行駛需要,因此,從技術(shù)結(jié)構(gòu)來看,變速箱不再是整個動力系統(tǒng)的必要裝置,但是,在變頻調(diào)速的性能方面,還是對電動機(jī)提出了較高的要求,另外,倒車也是日常駕駛時經(jīng)常遇到的問題,所以,還需要電動機(jī)能夠自如的在正反轉(zhuǎn)狀態(tài)間切換。
異步電動機(jī)具備變頻調(diào)速的能力,其效果相當(dāng)于我們所理解的裝配有無級變速箱的車輛在加速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與車速較為線性的對應(yīng)關(guān)系。而上面提到的倒車問題,異步電動機(jī)也可輕易通過自身正反轉(zhuǎn)的切換給予滿足。
異步電動機(jī)實現(xiàn)動能回收也更為容易。車輛滑行或制動時,車輪反拖電動機(jī)轉(zhuǎn)動,在這個工況下,電動機(jī)可進(jìn)行發(fā)電并將電能回收到電池中,以此延長車輛的續(xù)航里程。
功能上能夠滿足電動車的技術(shù)需求,但其自身結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,由此帶來的是堅固耐用、工作狀態(tài)穩(wěn)定、成本易控等優(yōu)勢。
永磁同步電動機(jī)
永磁同步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與直流電動機(jī)相似,這樣便可具備無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、功率密度大、調(diào)速性能好等特點。與此同時,由于永磁同步電動機(jī)采用的驅(qū)動方式不同于直流電動機(jī),所以,在噪音以及控制精度環(huán)節(jié),永磁同步電動機(jī)更勝一籌。
永磁同步電動機(jī)的使用對于電動車的乘坐舒適性也有幫助。通常情況下,我們把乘員艙的靜音性當(dāng)做衡量一款汽車舒適性的因素之一,對于一般用戶而言,這樣的衡量標(biāo)準(zhǔn)電動車同樣適用。目前的電動車大多只提供一級減速器,所以,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速較高,受電動機(jī)驅(qū)動方式、裝配精度以及各個部件間的匹配等因素影響,車輛行駛時電動機(jī)發(fā)出的噪音有可能影響到車內(nèi)乘員的乘坐舒適性。當(dāng)然,我們并不能否然整車隔音工程的作用,但僅評價對噪音源的控制,永磁同步電動機(jī)還是有一定優(yōu)勢,另外,它的體積也更小,換言之,布置更為靈活,更輕的自重對整車重量也有所貢獻(xiàn)。寶馬i3所使用的正是永磁同步電動機(jī)。