1.电动机的功用。 电动机利用电池的电力产生驱动力,用于驱动车轮正常行驶;在减速时产生制动力,让汽车减速或停车;在制动及滑行时,电动机转变为发电机,对电力进行再生并将其输送到电池。 电动机与驱动控制器所组成的驱动系统是纯电动汽车中最为关键的部件,纯电动汽车的运行性能主要取决于驱动系统的类型和性能,它直接影响着车辆的各项性能指标,如车辆在各工况下的行驶速度、加速与爬坡性能以及能源转换效率。 2.电动机的类型及原理。 电动机是电动汽车的主要部件,选择适当的电机类型与合理的额定参数非常重要,常见的电动机安装在发动机舱,如图3-13所示。电动机按工作电源种类划分:可分为直流电动机和交流电动机。
(1)无刷直流电动机。
直流电动机原理和基本结构如图3-14和3-15所示,直流电机里边固定有环状永磁体,电流通过转子上的线圈产生旋转力矩。直流电动机按有刷直流电动机和无刷直流电动机区分,有刷直流电动机采用石墨电刷做换向器,需要维护,因维护不方便被无刷直流电动机取代,无刷直流电动机已成为入门级电动车所使用的最为普遍的一种类型。
根据电动车对电动机的技术要求,直流电动机能够满足电动车运行的基本需求,另外,无刷直流电动机也不需要用户在用车期间去考虑它的维护问题。直流电动机的转速范围不算宽泛,而且最高转速仅为6000rpm左右,这样的转速属性很难满足电动车的工况需求。如果为其配置变速器,会对整车空间布置以及重量控制方面对整车设计都有不利的影响。
(2)交流电动机。
交流电动机分为同步电动机和异步电动机。同步电机和异步电机最大的区别在于它们的转子速度与定子旋转磁场是否一致,电机的转子速度与定子旋转磁场相同,叫同步电机,反之,则叫异步电机。异步电机与同步电机结构上的根本区别是旋转的转子没有通入直流电流励磁。感应电动机是异步电动机的一种,在异步电动机中感应电机占90%以上。
应用较广泛的是异步电机,但是由于异步电机重量重、体积大,在大巴上应用较多,小车型还是以同步电机为主。永磁同步电机在一个相当狭窄的转速范围里效率非常高。比亚迪e6B采用永磁同步电机,北汽新能源电动车的驱动电机也采用永磁同步电机。
永磁同步电机结构如图3-15所示,其上也有冷却水道和润滑油道。
(3)位置传感器。
永磁交流电动机需要将位置信号传感给电机控制器,以便实现闭环控制。原来的位置传感器以光学编码器居多,但这些年来,却迅速地被旋转变压器代替。旋转变压器是一种输出电压随转子转角变化的信号元件。
旋转变压器安装在电机内,如图3-16所示,常用的旋转变压器是磁阻式旋转变压器,它是由转子和定子组成。磁阻式旋转变压器的励磁绕组和输出绕组放在同一套定子槽内,固定不动。但励磁绕组和输出绕组的形式不一样。两相绕组的输出信号随转角作正弦变化,并彼此相差90°电角度的电信号。
如图3-17所示,转子形状作特殊的设计,使得气隙磁场近似于正弦形。转子形状的设计也必须满足所要求的极数。
